Sanoat Interneti yangi avlod axborot texnologiyalarining sanoat iqtisodiyoti bilan chuqur integratsiyalashuvi natijasida shakllangan yangi-biznes modeli va dastur paradigmasi sifatida sanoat korxonalari uchun raqamli transformatsiyaga erishish uchun muhim asos boʻlib xizmat qiladi. So'nggi yillarda asosiy tarmoqlarning ishlab chiqarish xususiyatlari va og'riqli nuqtalariga moslashtirilgan innovatsiyalar orqali ko'plab integratsiyalashgan echimlar paydo bo'ldi. Masalan, yuqori darajadagi uskunalarni ishlab chiqarishda ta’minot zanjiri hamkorlik, asosiy uskunalarni masofadan boshqarish va ularga texnik xizmat ko‘rsatish, po‘lat sanoatida energiya tejash va chiqindilarni kamaytirish hamda neft-kimyo sohasida ishlab chiqarish xavfsizligi monitoringi. Ushbu yechimlar sanoat internetining yig‘ish va kuchaytirish effektlaridan to‘liq foydalanadi, ishlab chiqarishning raqamli transformatsiyasini boshqaradi va sifatni oshirish, xarajatlarni pasaytirish va samaradorlikni oshirishda asosiy qiymatni taqdim etadi.
Sanoat internet platformalari yirik sanoat maʼlumotlarini jamlash, integratsiyalash, saqlash, qayta ishlash, hisoblash va tahlil qilish imkoniyatlarini taqdim etadi, bu esa korxonalarga birlashtirilgan, toʻliq{0}}hayot tsikli operatsion boshqaruv maʼlumotlar platformalarini yaratish imkonini beradi. Platformaga oid koʻplab texnologiyalar-uzluksiz iteratsiya va takomillashtirilmoqda (masalan, mikroservis komponentlari, konteynerlar, ommaviy maʼlumotlarni qayta ishlash, oqimlarni qayta ishlash). Bu texnologiyalar bizga sanoat bilimlarini to‘plashni, apparat va dasturiy ta’minotni ajratishni hamda innovatsion ilovalarni tezkor joriy etishni tezlashtirgan holda, turli xil, yirik sanoat ma’lumotlarini chuqur tahlil qilish imkonini beradi. Biroq, biz tushunamizki, bu ilg‘or, ochiq manbali texnologiyalar-korxonalarga yakuniy maqsadga emas,-aqlli ishlab chiqarishga erishishda yordam beradigan asosiy vositalardir. Bunday platformalardan foydalangan holda yirik korxonalar butun ishlab chiqarish ko‘lami bo‘ylab ishlab chiqarishni optimallashtirishi, aktivlar va operatsiyalarning to‘liq qiymat zanjirini oshirishi va oxir-oqibat hayot aylanishini-keng optimallashtirishga erishishi mumkin. Misol uchun, Abu Dabi Milliy Neft Kompaniyasi (ADNOC) guruhi o'zining shtab-kvartirasidan 14 ta operatsion kompaniyaning aktivlari va operatsion samaradorligini markazlashtirilgan monitoring va optimallashtirish uchun o'zining panoramali raqamli boshqaruv markazidan foydalanadi. Bashoratli texnik xizmat ko‘rsatish va qiymat zanjirini optimallashtirish kabi yechimlar orqali u guruh uchun qiymati 60 milliondan 100 million dollargacha bo‘lgan potentsial qiymat optimallashtirish imkoniyatlarini aniqladi (neft va gaz qiymat zanjirini optimallashtirish bo‘yicha yechimlarni taqdim etish, aktivlar va operatsion qiymat zanjirlarini birlashtirish, ishlab chiqarish va operatsion daromadlarni maksimal darajada oshirish).
Sanoat Interneti xizmatlarni kengaytirish, tarmoqli hamkorlik va korxonalar, foydalanuvchilar va mahsulotlarni ulash orqali shaxsiy moslashtirish kabi stsenariylarda ko'plab echimlarni taklif qiladi. Biroq, u aqlli ishlab chiqarish stsenariylari uchun qidiruv bosqichida qolmoqda va korxonalar hali ham ishlab chiqarish operatsiyalarida jiddiy muammolarga duch kelishmoqda.
Hozirgi ishlab chiqarish korxonalari oldida turgan muammolar
Bozor muammolari: Global iqtisodiy va bozor noaniqliklari ishlab chiqaruvchilarni tez-tez va tezroq{0}}bozor talablariga moslashish, xomashyo va energiya narxidagi o‘zgarishlarni nazorat qilish uchun strategiyalarni tezda o‘zgartirishga majbur qilmoqda. Ushbu tendentsiya kompaniyalarni o'zlarining operatsion yondashuvlarini qayta ko'rib chiqishga majbur qilmoqda: ular doimiy ravishda yangi mahsulotlarni ishlab chiqarishlari kerak, shu bilan birga asbob-uskunalarni xarid qilish davrlarini, yangi mahsulotlarni ishlab chiqish muddatlarini va bozorga{2}}{3}} chiqish vaqtini qisqartirishlari kerak. Ular talabga asoslangan, ta'minot zanjiri-biznes modellarini muvofiqlashtirilgan optimallashtirish va moslashuvchan ishlab chiqarish tizimlarini o'rnatishlari kerak, masalan, katta{7}}ko'lamli aralash{8}}yo'nalishli ishlab chiqarish-ayniqsa, alohida ishlab chiqarish sektori uchun juda muhim.
Inson resurslari va bilimlarni saqlash muammolari: Ishchilarning keksa avlodlari nafaqaga chiqqach, nazorat tizimlari, operatsiyalar va texnik xizmat ko'rsatish bo'yicha ega bo'lgan tajribalari yo'qolishi mumkin. Sanoat korxonalari ishchi kuchining o'tish davrida jiddiy qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Raqamli mahalliy aholining yangi avlodi sanoatni avtomatlashtirish bo'yicha bilimlar ular foydalanadigan tizimlar ichiga kiritilishini kutmoqda, ayni paytda an'anaviy OT iste'dodi tobora kamayib bormoqda.
Umumiy xarajat va muvofiqlikdagi qiyinchiliklar: Barqaror rivojlanishni ta'minlash uchun atrof-muhitni muhofaza qilish bo'yicha tobora kuchayib borayotgan milliy qonunlar va qoidalarga rioya qilgan holda, yangi qurilish loyihalari va ekspluatatsion xarajatlar uchun xarajatlarni qanday optimallashtirish va kamaytirish mumkin.
Sanoat menejerlari Sanoat 4.0 va sanoat Internet texnologiyalari ularga ushbu yangi muammolarni hal qilishda yordam berishiga umid qilmoqda. Sanoat tahlilchilarining hisob-kitoblariga ko‘ra, yanada moslashuvchan, keyingi avlod ishlab chiqarish texnologiyalari ishlab chiqarish samaradorligini-30 foizga oshirishi mumkin. Biroq, tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, kompaniyalarning 60 foizi o'z loyihalarini sinov bosqichidan tashqarida ilgari sura olmaydi. Bu natija xodimlar, jarayonlar va texnologiya bilan bog'liq turli omillardan kelib chiqadi. Texnologik jabhada ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar ushbu innovatsiyalardan yuqori daromad olish uchun kurashmoqdalar, birinchi navbatda, ularning operatsion tizimlari yopiq, xususiy tuzilmalar bo'lib qolishi sababli. 1970-yillardan boshlab, DCS va PLC tizimlari sanoat avtomatizatsiyasiga kirgan paytdan boshlab, xususiy tizimlar rivojlandi. Bugungi kunga kelib, bozor apparat{11}}dasturiy taʼminotni toʻplash modellari atrofida rivojlandi, har bir avtomatlashtirish va axborot tizimi sotuvchisi oʻzining dasturiy ekotizimini yaratadi. Bu foydalanuvchilarni bir nechta OT va IT tizimlarini saqlashga majbur qiladi, bu esa tizim ishlab chiqaruvchilariga yuqori darajada qaramlikni oshiradi.
Sanoat Internetining chekkasidagi mavjud to'siqlar
-Raqamli bo'lmagan arxitektura-Aksariyat zamonaviy avtomatlashtirish tizimlari real vaqtni boshqarish uchun yuqori darajada optimallashtirilgan-biroq IT domenida paydo bo'layotgan tez rivojlanayotgan texnologiyalardan foydalana olmaydi. Analitika, sunʼiy intellekt/mashinani oʻrganish, obʼyektga{6}}yoʻnaltirilgan yondashuvlar va-xizmatga yoʻnaltirilgan arxitekturalar-, jumladan,-eng zamonaviy raqamli texnologiyalar-aqlli ishlab chiqarishga erishish uchun zarurdir.
Apparat-Centric Business Models-Uskuna takomillashtirish mavjud boshqaruv muhitlarini optimallashtirishi mumkin boʻlsa-da, ular raqamli transformatsiyaning eng muhim jihati emas. Haqiqiy kalit operatsion texnologiya muammolarini oqilona hal qiladigan-dasturiy innovatsiyalarda yotadi. Binobarin, biznes qiymati barqaror{5}}apparat{6}}dan dasturiy ta'minotga asoslangan modellarga o'tmoqda.
Xususiy tizimlarning cheklovlari-Hozirda bir tizim uchun ishlab chiqilgan avtomatlashtirish ilovalari boshqa tizimda ishlay olmaydi. Biroq, so'nggi o'n yilliklar davomida IT sohasida Linux kabi ochiq operatsion tizimlar uchinchi tomon ilovalarini ishlab chiqishni rag'batlantirdi{2}}bu ekotizimning tez kengayishiga va ko'plab tarmoqlar va bozor segmentlarida biznes ehtiyojlarini qondiradigan boy dasturiy ta'minot portfelini yaratishga imkon berdi. Afsuski, sanoat sektoridagi xususiy tizimlar innovatsiyalar uchun to'siqlarni keltirib chiqaradi: foydalanuvchilar ishlab chiqarish tizimlarini oqilona xarajat qilib-samarali oshira olmaydi yoki turli yetkazib beruvchilarning o'z sinfidagi eng yaxshi-mahsulotlarini birlashtirib, moslashtira olmaydi. Ularning innovatsion sur'atlari xususiy tizim sotuvchilariga tayanishi bilan cheklanadi. Bu to'siqlar pirovardida korxonaning umumiy xarajatlarini oshiradi.
Asl asbob-uskunalar ishlab chiqaruvchilari (OEM) uchun muammo ikkita ustuvorlikni muvozanatlashdan iborat: virtual va jismoniy olamlarni bogʻlash uchun modulli dizayn jarayonida virtual disk raskadrovka imkoniyatlaridan foydalanish-shu bilan xarajatlarni kamaytirish, xavflarni kamaytirish va{1}}bozorga{2}{3}}vaqtni tezlashtirish, shu bilan birga xizmatlarning bozor qiymatini kengaytirish{4} biznesning o'sishi.
Tizim integratorlari (SI) juda muhim bo'shliqqa duch kelishmoqda: avtomatlashtirish tizimlarida IT va OT domenlarini bog'laydigan vositalar mavjud emas. Oxir oqibat, ular juda murakkab moslashtirilgan echimlarni ishlab chiqish uchun katta inson resurslarini sarflashga majbur bo'lishadi. Eng muhimi, bunday buyurtma xizmatlarini bozorda keng ko'lamda takrorlash qiyin. Ular sanoat bilimlari va sanoatga oid{3}}maxsus yechimlarni himoya qiluvchi dasturiy funksional bloklarni izlaydilar va shu bilan past qiymatli muhandislik kuchlarini kamaytiradi (bir nechta loyihalarda obyektlar va jarayon algoritmlarini qayta ishlatish orqali). Bu ularning texnik mutaxassislariga ishlab chiqarish, operatsiyalar va texnik xizmat ko'rsatish (MOM) jarayonlaridagi og'riqli nuqtalar va muammolarni hal qilishga ko'proq e'tibor qaratishga imkon beradi va natijada katta qiymat yaratadi.
Yakuniy{0}}foydalanuvchi (Yevropa Ittifoqi) tomonida, bu muammolarni zudlik bilan hal qilish rejadan tashqari uzilishlarni minimallashtirish, mavsumning eng yuqori cho'qqilarida mahsulot yetkazib berishni ta'minlash va tashqi texnik yordamga bog'liqlikni kamaytirish uchun tizimni kompleks boshqarishni talab qiladi. Talab o'zgarganda yoki texnik xizmat ko'rsatish jadvallari o'zgarganda ishlab chiqarishning ko'proq moslashuvchanligini ta'minlaydigan ishlab chiqarish epchilligini ta'minlash uchun moslashuvchan tizimlar/ishlab chiqarish liniyalari istagi mavjud.
Ushbu muammolarni samarali hal qilish va haqiqiy “dasturiy taʼminot{0}}aniqlangan sanoat” raqamli sanoat ekotizimini yaratish yopiq OT tizimlari, standartlari va ekotizim muammolarini ularning manbasida hal qilishni talab qiladi. Bu IT-OT konvergentsiyasini tezlashtirish uchun qoʻshimcha texnik imkoniyatlarni birlashtirgan holda ochiq avtomatlashtirish tizimlari va standartlarini qabul qilishni talab qiladi.
Ochiq avtomatlashtirish tizimlarining kelajagi
Kelajakdagi avtomatlashtirish tizimi arxitekturalari muqarrar ravishda ochiqlik, taqsimlangan joylashtirish va o'ziga xos xavfsizlik tomon rivojlanadi. Sanoat avtomatlashtirish texnologiyasi va chekka hisoblashlar ushbu ochiq tizimlarning asosini tashkil qiladi. An'anaviy mulkiy tizimlar bilan taqqoslaganda, ochiq avtomatlashtirish arxitekturalari quyidagi o'zgarishlarni namoyish etadi:
Ochiq avtomatlashtirish arxitekturalari muhandislik rivojlanishini tezlashtirishi, tizimning chaqqonligini, ishlab chiqarish moslashuvchanligini va umumiy samaradorlikni oshirishi aniq. Ushbu siljish texnik yangilanishdan ko'ra ko'proq narsani anglatadi-u jarayonlar va mexanizmlar dizaynini tubdan qayta belgilaydi. Xususiy kontrollerlar uchun uzoq-muddatli, past-xizmatli dasturlash-va{6}}player avtomatizatsiya tizimlariga o‘tadi. Ushbu tizimlar keng ekotizim tomonidan ishlab chiqilgan keng qamrovli, har tomonlama tasdiqlangan dasturiy ta'minot funktsiyalari bloklaridan foydalanadi. Ular bir nechta sotuvchilardan-oʻrnatilgan boshqaruv tizimlaridan tortib kuchli chekka razvedka qurilmalarigacha boʻlgan turli xil qurilmalarda ishlaydi.
Ochiq standartlar ochiq avtomatlashtirish tizimlarini qurish uchun zarurdir va IEC 61499 bu yangi chegarani ochuvchi asosiy standartdir. Ob'ektga yo'naltirilgan{2}}modellash qoidalarini belgilab, u boshqariladigan ob'ektlarning boshqaruv modellari va algoritmlarini "qora qutilarga" (dasturiy ta'minot funksiya bloklari) qamrab oladi. Ushbu tasdiqlangan funktsiya bloklari turli stsenariylarda qayta ishlatilishi mumkin, bu takroriy dasturlash harakatlarini sezilarli darajada kamaytiradi. Foydalanuvchilar uchun dastur tafsilotlarini bilmasdan taqdim etilgan funksionallikni tushunish, shu bilan ishlab chiquvchilarning intellektual mulkini himoya qilish kifoya. An'anaviy funktsiya bloklaridan farqli o'laroq, ushbu standart tomonidan belgilangan bloklar tsiklik skanerlashdan ko'ra hodisalarni tetiklash asosida ishlaydi. Bu IT domenidagi ob'ektga yo'naltirilgan{7}}kontseptsiyalar va dasturlash yondashuvlariga mos keladi va uni IT/OT konvergentsiyasining tabiiy texnologiyasiga aylantiradi. U nazorat qiluvchi protsessor samaradorligini va yukni muvozanatlashni yaxshilashga yordam beradi, ayniqsa taqsimlangan tizimlar uchun mos keladi va ilg'or IT texnologiyalarini avtomatlashtirish tizimlariga uzluksiz integratsiya qilish imkonini beradi. Standart qo'shimcha ravishda dastur modellari, tizim modellari va qurilma/resurs modellari uchun qoidalarni belgilaydi. Ularning integratsiyasi foydalanuvchilarga asosiy avtomatlashtirish uskunasidan mustaqil ravishda ilovalarni loyihalash imkonini beradi. Uskunani abstraktsiyalashning ushbu yondashuvi loyiha muddatlarini qisqartiradi va uskunalar ishlab chiqaruvchilarga qaramlikni kamaytiradi. Funksional bloklarni ob'ektga yo'naltirilgan-ishlab chiqish bilan birgalikda ishlab chiqarish liniyalari va uskunalarini onlayn sozlashni sezilarli darajada osonlashtiradi. Tabiiyki, standart shuningdek, asosiy funksiya bloklarini kompozit bloklarga tuzish va turli funksiya bloklarini tezda ulash (oddiy sudrab{15}}va-tashlash orqali) usullarini ham taqdim etadi, bu esa dasturiy ta’minotni tuzatish ish yukini va dastur xatolik darajasini sezilarli darajada kamaytiradi. Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, qurilmaning o'zaro ishlashi, tizimning qayta konfiguratsiyasi va dasturiy ta'minotning ko'chishiga erishish uning asosiy maqsadi hisoblanadi. Ochiq jarayonlarni avtomatlashtirish forumi (OPAF) va jarayonlar sanoatini avtomatlashtirishdan foydalanuvchilar xalqaro assotsiatsiyasi (NAMUR) kabi tashkilotlar hozirda yakuniy foydalanuvchi ishtiroki asosida{19}}bu standart asosidagi mavjud xususiy avtomatlashtirish tizimi asoslaridan voz kechishni taklif qilmoqdalar.
So'nggi yillarda chekka hisoblash texnologiyasi ham jadal rivojlanishni boshdan kechirdi. Konteyner texnologiyasi chekka nazorati uchun dasturlarni paketli yangilash/takomillashtirishning samarali usullarini taqdim etadi va ma'lumotlarni o'z vaqtida uzatish va qayta ishlashni ta'minlaydi. Konteyner texnologiyalari, birinchi navbatda Docker va Kubernetes kabi konteynerlarni orkestrlash vositalari hozirda etuklashmoqda. Mikroservislar arxitekturasi doimiy ravishda chekkada resurslardan foydalanish samaradorligini oshiradi, funktsional ajratish va qayta foydalanishga yordam beradi, ilovalarni ishlab chiqishni tezlashtiradi va chekka hisoblash texnologiyasida asosiy tendentsiyaga aylandi. OPC UA va Time{4}}Sensitive Networking (TSN) kabi standartlar sanoat ilovalarida turli maʼlumotlarni uzatish va almashish talablariga javob beradigan dala qurilmalarining oʻzaro ulanishi uchun xalqaro asoslar va deterministik tarmoqlarni taqdim etadi. Ushbu keyingi avlod axborot-kommunikatsiya texnologiyalari{6}}IEC 61499 standarti texnologiyalari bilan integratsiyalashuvi ochiq avtomatlashtirish jarayonini tezlashtiradi. Bu ochiqlik nafaqat standartlarga, balki tarmoq, apparat, dasturiy ta'minot va tizim arxitekturasiga ham taalluqli bo'lib, zavod va ustaxonalarda raqamlashtirish, tarmoq va razvedkaga erishish uchun mustahkam poydevor yaratadi.
Ochiq avtomatlashtirish sanoat Internetining jadal rivojlanishiga turtki bo'ladi, natijada oxirgi foydalanuvchilar, tizim integratorlari va OEMlar uchun og'riqli nuqtalarni hal qiladi. Ushbu yondashuv moslashuvchan ishlab chiqarishga erishadi, bozorga chiqish vaqtini-qisqartiradi, muhandislik vaqtini va xarajatlarini kamaytiradi, operatsion va ishlab chiqarish samaradorligini oshiradi hamda intellektual mulkni himoya qiladi. Haqiqatan ham, xalqaro uchinchi tomon{4}}firma tomonidan olib borilgan yaqinda oʻtkazilgan qiyosiy tadqiqot buni samarali taʼkidladi: Oddiy kichik{5}}avtomatlashtirish loyihasini (ilovalarni yaratish, tegishli maʼlumotlar bazalarini import qilish, mantiqni oʻrnatish, qurilmalarni sozlash, HMIʼlarni ishlab chiqish va loyihani joylashtirish vazifalari) yakunlash uchun anʼanaviy avtomatlashtirish dasturiy vositalariga 40 soat kerak boʻladi. Aksincha, ochiq avtomatlashtirish tizimidan foydalanish bu vaqtni 68% ga qisqartirdi. Tizimning chaqqonligini sinab ko'rish uchun kontrollerlar qurilmalar va original qurilmalar uchun sozlangan yangi kontrollerlar o'rtasida qo'lda almashtirildi. Ushbu operatsiyalar an'anaviy mulkiy tizimlar bilan og'ir bo'lib chiqdi, ochiq avtomatlashtirish tizimlari esa ularni 70% dan 80% gacha tezroq bajardi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, kelajakda sanoat Interneti mavjud to'siqlarni engib o'tishi va sanoat korxonalarining raqamli transformatsiyasini chuqur va keng ko'lamda yanada rivojlantirishi yangi tushunchalar, arxitekturalar va standartlarga asoslangan ochiq avtomatlashtirish tizimini yaratishga bog'liq. An'anaviy apparat{1}}markaziy xususiy tizimlar dasturiy ta'minot-markaziy ochiq tizimlar bilan almashtiriladi. Kengaytirilgan hisoblash uchun ko'proq bulutli texnologiyalar qo'llaniladi, bu IT-talantlarning katta hovuziga ushbu ochiq doirada sanoat ilovalari bilimlari bilan chuqur integratsiyalashish imkonini beradi. Biz sanoat Interneti ushbu ochiq ekotizimdan foydalangan holda sog'lom va barqaror yo'lni ochishini taxmin qilishimiz mumkin.