I. 지능형 계측
제어 시스템 내에서 계측기는 기술 발전이 제어 시스템 기술의 발전과 병행되는 기본 구성 요소 역할을 합니다. 이제 제어 이론이 지능형 제어의 새로운 시대로 발전함에 따라 자동화된 기기의 지능형 전환이 불가피해졌습니다.
계측기 및 계량기의 지능적 진화는 주로 마이크로프로세서 및 인공 지능 기술의 개발 및 적용에서 비롯됩니다. 예를 들어, 신경망, 유전자 알고리즘, 진화적 계산, 혼돈 제어와 같은 지능형 기술을 사용하면 계측기와 계량기가 고속, 고효율, 다기능성 및 향상된 유연성을 달성할 수 있습니다. 또 다른 예는 퍼지 규칙을 기반으로 한 퍼지 추론 기술을 활용하여 객체 간의 모호한 관계에 관한 다양한 유형의 퍼지 결정을 내리는 것입니다. 또한, 고속 푸리에 변환(FFT), 단-시간 푸리에 변환(STFT), 웨이블릿 변환-과 같은 소프트웨어-기반 신호 필터링 기술-은 하드웨어를 단순화하고 신호 대-잡음 비율을 향상시키며 센서 동적 성능을 개선하는 효과적인 수단을 제공합니다. 특성. 또한 인공 신경망은 입력과 출력 사이의 비선형 복잡한 관계를 위한 자기-학습, 자기-적응, 자기-조직, 연관 메모리 기능, 블랙박스 매핑 속성 등의 강력한 기능을 활용합니다.
현재 중국의 지능형 기술 분야에서 가장 약하고 가장 발전이 빠른{0}}중요한 부문은 계측기, 계량기, 센서의 기반 산업입니다. 과학 기술의 급속한 발전과 자동화 수준의 지속적인 증가로 인해 중국의 계측 산업은 새로운 변화를 겪고 새로운 발전을 이룰 것입니다. 계측 제품의 첨단-지향, 특히 지능화는 계측 과학, 기술 및 산업의 향후 발전을 위한 주류 방향이 될 것입니다. 지능형 제어 이론을 기반으로 한 지능형 계측기 및 계량기는 다음 분야에서 진전을 이루었습니다.
① 전문 컨트롤러
전문가 제어 시스템(ECS)은 전형적인 지식-기반 제어 접근 방식을 나타냅니다. 이러한 시스템은 광범위한 전문 지식과 경험을 갖춘 프로그래밍 프레임워크로 작동합니다. 인공지능과 컴퓨터 기술을 활용하여 한 명 이상의 도메인 전문가가 제공하는 지식과 전문 지식을 바탕으로 추론과 판단을 수행합니다. 인간 전문가의 의사 결정-프로세스를 시뮬레이션하여 최적의 솔루션을 위해 인간의 전문 지식이 필요한 복잡한 문제를 해결합니다.
② 퍼지 컨트롤러
퍼지 논리 컨트롤러(FLC)라고도 알려진 퍼지 컨트롤러(FC)는 불확실성, 부정확성 및 퍼지 정보를 처리하는 능력으로 인해 산업 제어에서 널리 응용되고 있습니다. 이를 통해 수학적 모델링이 실용적이지 않은 프로세스를 효과적으로 제어할 수 있으며 기존 제어 방법 이상의 문제를 해결할 수 있습니다.
③ 신경망 컨트롤러
산업 제어 시스템에 신경망을 적용하면 정보 처리 능력이 향상되고 시스템 지능이 향상됩니다. 신경망 제어(Neural Control)라고도 불리는 신경망 제어는 신경망 기술을 사용하여 복잡한 비선형 객체를 모델링합니다. 컨트롤러 역할을 하고, 최적화 계산을 수행하고, 추론을 수행하거나, 결함 진단을 처리합니다.
지능형 계측 분야에서는 신경망, 퍼지 제어 또는 혼돈 제어에 대한 중국 학자들의 수많은 출판물에도 불구하고 엄격하고 꼼꼼하며 진정으로 혁신적인 작업과 성과가 거의 남아 있지 않다는 점에 유의해야 합니다. 일부 고급-계기 및 미터는 여전히 해외에서 수입해야 합니다.
II. 네트워크 제어 시스템
21세기의 제어 시스템은 네트워킹과 제어를 통합할 것입니다. NCS(네트워크 제어 시스템)에 대한 연구는 자동화 분야의 최첨단 주제 중 하나가 되었습니다.- 통신 네트워크가 제어 시스템 내의 핵심 구성 요소로 통합됨에 따라 산업 제어 기술과 방법론이 크게 향상됩니다. 이는 아키텍처, 제어 방법 및 인간{5}}기계 협업 접근 방식 측면에서 자동화 시스템과 산업 제어 시스템에 상당한 변화를 가져왔습니다. 동시에 제어와 통신 간의 결합, 시간 지연, 정보 스케줄링 방법, 분산 제어 접근 방식 및 오류 진단과 같은 새로운 과제가 도입되었습니다.
이러한 새로운 과제의 출현으로 인해 네트워크 환경 내 제어 방법 및 알고리즘의 지속적인 혁신이 필요합니다. 컴퓨터, 통신 및 네트워크 기술의 지속적인 발전에 힘입어 기존 제어 도메인은 전례 없는 변화를 겪고 있으며 네트워크 아키텍처로 진화하고 있습니다. 제어 시스템 구조는 초기 CCS(Computer Centralized Control System)에서 2세대-DCS(Distributed Control System)로 발전했으며, 이제는 널리 사용되는 FCS(Fieldbus Control System)로 발전했습니다. 이미지 및 음성 신호와 같은 대용량 데이터의-고속 전송에 대한 요구로 인해 산업용 이더넷과 제어 네트워크의 통합이 더욱 가속화되었습니다. 네트워크로 연결된 산업 제어 시스템의 이러한 물결은 내장형 시스템, 다중-표준 산업 제어 네트워크 상호 연결성 및 무선 기술을 포함한 여러 현대 기술을 통합하여-산업 제어를 위한 개발 공간을 확장하고 새로운 기회를 창출합니다.
정보화를 통한 산업화 추진은 지속적이고 빠른 경제 성장을 위한 강력한 보장이자 전통적인 산업 아키텍처를 변화시키는 중요한 수단입니다. 정보 기술의 대표로서 네트워킹 기술과 산업 제어 시스템의 통합은 제어 시스템 성능을 크게 향상시킵니다. 이는 기존 산업 제어 시스템의 상대적으로 폐쇄적인 기업 정보 관리 구조를 변화시켜 현대 전사{2}}자동화 관리 요구 사항에 맞게 조정합니다. 네트워킹 기술은 전통적인 산업 제어 시스템 아키텍처의 변화를 촉진했습니다.
필드버스, 이더넷, 다중 산업 제어 네트워크 상호 연결, 내장형 기술 및 무선 통신을 산업 제어 네트워크에 통합하면 제어 시스템의 원래 안정성과{0}}실시간 요구 사항을 보장하는 동시에 시스템 개방성과 상호 운용성을 향상할 수 있습니다. 이는 다양한 환경에 대한 시스템의 적응성을 향상시킵니다. 오늘날 경제 세계화 시대에 이 네트워크로 연결된 산업 제어 시스템 아키텍처를 통해 기업은 전례 없는 시장 경쟁을 헤쳐나갈 수 있습니다. 신제품 개발을 가속화하고 생산 비용을 절감하며 정보 서비스를 개선하여 광범위한 개발 전망을 제시합니다.
III. 무선산업통신
무선 산업 통신은 자동화 분야에서 또 다른 뜨거운 논쟁거리가 되는 주제입니다. 산업 제어 기업은 무선 기술이 차세대 기술 도약의 기반을 형성하여 플랜트 효율성을 크게 향상시키고 사용자 안전을 보장할 것이라는 점을 점점 더 인식하고 있습니다.
무선 기술이 점차 보편화됨에 따라 다양한 공급업체에서는 통신 기능을 제품에 쉽게 통합할 수 있도록 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 제공하고 있습니다. 지원되는 통신 표준에는 Bluetooth, Wi{1}}Fi, GPS(Global Positioning System), 5G 및 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)가 포함됩니다. 그러나 무선 연결 기능을 추가할 때 적절한 칩 및 관련 소프트웨어를 선택하는 것은 매우 어려울 수 있습니다(선택한 구현이 올바르게 작동하고 관련 검증 요구 사항을 충족한다고 가정). 실행 가능한 설계라 할지라도 성능, 전력 소비, 비용 및 규모를 최적화하지 못하면 시장에서 성공하지 못할 수 있습니다. 오늘날 가장 인기 있는 기술이 반드시 최고의 통신 표준이거나 고객이 필요로 하는 것은 아닙니다. 따라서 선택한 하드웨어 및 소프트웨어 구현에는 적응성이 있어야 합니다. 즉, 새로운 세대의 제품이 나올 때마다 처음부터 시작할 필요가 있어서는 안 됩니다.
산업용 애플리케이션에 무선 기술이 도입되는 추세는 부인할 수 없습니다. 특히 유선 솔루션이 실용적이지 않은 곳에서는 더욱 그렇습니다. 그러나 이를 위해서는 무선 기술 자체의 지속적인 개선이 필요합니다. 신뢰성, 통신 확실성, 실시간-성능, 호환성 및 기타 기능에는 추가 개선이 필요합니다. 결과적으로, 단기적으로 산업용 무선 기술은 내장된 무선 전송 기능을 통합하는 대부분의 계측기 및 자동화 제품과 함께 기존 유선 솔루션의 확장으로 남을 것입니다. 국제적으로 무선 기술 연구는 아직 초기 단계에 있으며 관련 표준이 개발 중입니다. 이 과정에 중국 연구기관들이 적극적으로 참여하고 있으며, 이는 중국 공정산업 내 무선기술 발전에 기여해 왔다.
무선 기술이 아직 R&D 및 개선 단계에 있다는 점을 고려하면 그 기능은 본질적으로 제한되어 있습니다. 또한 자동화 기술 영역에는 실시간 제어 애플리케이션에 대해 충분히 신뢰할 수 있는 보편적으로 인정되고 입증된 무선 기술 표준이 없습니다. 이는 사이클 시간이 매우 짧은 시나리오에서 특히 두드러지는 제한 사항입니다. 결과적으로, 현재 무선 기술의 적용 범위는 데이터 수집 및 모니터링(SCADA)으로 제한됩니다.
그러나 신뢰성이 향상됨에 따라 무선 기술은 더욱 폭넓게 응용될 것입니다. 무선 통신은 앞으로 급속한 성장을 겪을 것이지만 유선 통신을 대체하지는 못할 것입니다. 유선 시스템에 내재된 안정성, 신뢰성 및 보안은 계속 유지됩니다. 무선 솔루션은 유선 구현이 불가능하거나 엄청나게 비용이 많이 드는 경우에만 유선 솔루션을 대체합니다. 무선 및 유선 시스템을 유기적으로 통합하고 각각의 장점을 활용하면 생산성 향상을 위한 새로운 길을 제공할 것입니다. 적합한 경우에는 유선 통신을 사용하고 적합한 경우에는 무선 통신을 사용하십시오. 유무선 통신 모두 TCP/IP 프로토콜을 지원하므로 두 가지 통신 방식을 유기적으로 통합하여 각각의 장점을 활용하고 생산성을 높일 수 있습니다.
IV. 사물인터넷과 자동화
오늘날 사물 인터넷(IoT)은 주요 언론 매체에서 가장 자주 등장하는 용어 중 하나이며 "지능"이라는 개념과 밀접하게 연관되어 있습니다. "관리, 제어 및 인텔리전스"의 관점에서 IoT와 산업 자동화는 공통의 계보를 공유합니다. 산업 자동화에는 데이터 수집, 전송 및 계산이 포함되는 반면, IoT에는 포괄적인 감지, 안정적인 전송 및 지능형 처리가 포함됩니다.{2}}이 둘은 근본적으로 상호 연결되어 있습니다.
IoT는 무선 연결, 대규모 데이터 수집 및 지능형 계산에 더욱 중점을 두고 있습니다. IoT와 자동화 기술의 관계는 깊게 얽혀 있습니다. 주요 차이점은 연결성에 있습니다. "기존의 자동화 네트워크는 주로 도달 범위가 제한된 유선 연결에 의존하는 반면, 센서 네트워크는 주로 무선 전송 경로를 활용하여 훨씬 더 광범위한 연결을 가능하게 합니다." 이러한 고유한 연결은 산업 자동화 제조업체가 IoT 개발 내에서 기회를 탐색하는 것을 자연스럽게 만듭니다.
IoT의 주요 애플리케이션 도메인은 다음과 같습니다. 산업 제품 제조, 추적, 진행 모니터링 및 품질 추적 애플리케이션; 귀중품 및 위험 물질에 대한 모니터링, 추적 및 위조 방지 시스템에 적용됩니다.{0}} 대규모 회의, 고위{1}}회의 및 중요한 행사를 위한 전자 자격 증명 애플리케이션 주요 스포츠 행사, 콘서트 및 관광 명소(예: 상하이 월드 엑스포)의 교통량이 많은 지역에 대한 전자 티켓팅- 교통요금 징수, 원격자동식별, 각종 차종 관리 등을 위한 IoT 기술 지정된 구역 내 직원의 자동 식별, 기록, 위치 파악 및 질의를 위한 IoT 기술 축산 및 식품 산업 체인의 전체-프로세스 추적성을 위한 IoT 기술 농업, 재난 구호, 비상 대응 분야 전반에 걸친 IoT 기술; 귀중하고 중요한 자산을 관리하기 위한 IoT 기술; 브랜드 의류의 전체 프로세스 애플리케이션을 위한 IoT 기술- 도서관 관리를 위한 IoT 기술; 군 총기 관리, 인사 관리, 차량 관리, 자재 관리, 보안/기밀 유지 분야에 IoT 기술을 적용합니다. 항공, 자동차 및 기타 분야에 IoT 기술을 적용합니다. 소매 산업에 IoT 기술을 적용합니다. 사회 보장에 IoT 기술을 적용합니다. 스마트시티 개발에 IoT 기술 적용 단거리-통신 기술: Zigbee 칩, Zigbee 통신 모듈, Zigbee 네트워크, GPS, RTLS(Real-Time Location Systems), Bluetooth 기술, UWB(Ultra-Wideband) 기술 및 애플리케이션 EPC(전자 제품 코드) 네트워크: EPC 라벨링, EPC 미들웨어, EPC 서버, EPC 공공 서비스 플랫폼, EPC 네트워크 센서 네트워크, 이동 통신 네트워크, GPS 네트워크 및 관련 응용 네트워크; 비즈니스 인텔리전스 분석 소프트웨어 시스템 등
'사물인터넷'은 IT인프라와 인프라를 물리적으로 분리하는 전통적인 사고방식을 뒤집었습니다. 도로, 건물 등의 물리적 시설을 개인용 컴퓨터, 휴대폰, 가전제품, 교통 시스템, IT 인프라와 효과적으로 연결합니다. 이를 통해 정부 행정, 제조, 사회 관리 및 개인의 개인 생활 전반에 걸쳐 포괄적인 상호 연결이 가능합니다.
IoT가 요구하는 산업 체인의 관점에서 볼 때, 업스트림 기술 및 산업에는 자동 제어, 정보 감지, 무선 주파수 식별(RFID)이 포함되고 다운스트림은 IoT 애플리케이션에 중점을 둡니다. 업계 전문가들은 "전통적인 산업 자동화는 실제로 IoT의 일부"라고 주장하며 산업 제어 자동화 제조업체가 IoT 구현의 원동력이 될 것을 촉구합니다. IoT는 정보화와 자동화의 융합점으로서 엄청난 잠재력과 장점을 갖고 있습니다. 일부 조직에서는 관리 프로세스와 생산 워크플로를 최적화하여 예비적인 성공을 거둘 수 있는 잠재력을 예리하게 인식했습니다. 기존 자동화 네트워크는 IoT 내의 센서 네트워크와 놀랄 만큼 유사합니다.
V. 클라우드 컴퓨팅 및 자동화
아르곤 국립 연구소
클라우드 컴퓨팅은 분산 처리, 병렬 처리, 그리드 컴퓨팅의 발전을 의미하며{0}}이러한 컴퓨터 과학 개념의 상업적 실현을 의미합니다. 그 핵심은 대용량 데이터의 저장과 계산에 있으며, 특히 가상화 기술에 중점을 두고 있습니다. 본질적으로 클라우드 컴퓨팅은 방대한 리소스를 연결하여 사용자에게 다양한 IT 서비스를 제공하는 인터넷{3}}기반 슈퍼컴퓨팅 모델입니다.
예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 모델은 자동화 소프트웨어 산업에 획기적인 변화를 가져올 것입니다. 주요 변경 사항은 다음과 같습니다.
① 자동화 시스템 아키텍처는 분산 아키텍처가 더 넓은 규모로 확장되면서 더욱 유연해질 것입니다.
현대의 대규모{0}}산업 자동화 및 정보화 프로젝트에서 시스템은 점점 더 복잡해지고 거대해지고 있습니다. 기존 네트워크 및 시스템 아키텍처는 더 이상 이러한 과제를 효과적으로 처리할 수 없습니다. 클라우드 컴퓨팅의 혁신적인 개념은 자동화 시스템에서 전통적으로 발견되는 엄격한 아키텍처 프레임워크를 근본적으로 해체했습니다. 클라우드 컴퓨팅 시스템 내에서 자동화 및 정보화 시스템은 더 이상 단일 고정 컴퓨터에서만 실행되지 않습니다. 대신 인터넷을 포함한 전체 네트워크에서 작동하며 네트워크 전체를 활용하여 시스템 리소스를 할당하고 다양한 기능을 실행합니다.
② 대용량 정보의 분석과 처리가 자동화 소프트웨어의 표준 기능이 될 것이다.
현대의 대규모 자동화 프로젝트에서-자동화 및 정보 데이터의 양은 계속해서 기하급수적으로 증가하고 있으며 이를 '대규모'라고 표현해도 과장이 아닙니다. 결과적으로 현재 자동화 소프트웨어에 사용되는 데이터베이스 유형, 데이터 저장 모델 및 데이터 읽기/쿼리 패턴은 모두 대용량 데이터를 정확하고 시기적절하게 처리하는 데 중점을 두고 있습니다. 대규모 정보의 처리는 자동화 소프트웨어 개발을 제약하는 병목 현상 중 하나가 되었습니다.
클라우드 컴퓨팅 시대에 사용자는 다양한 계층에 걸쳐 다양한 하드웨어 플랫폼과 네트워크의 컴퓨팅 성능을 활용할 수 있습니다. 공용 네트워크 컴퓨팅 기능을 완전히 통합하여 "클라우드" 내에서 서비스(SaaS), 플랫폼(PaaS), 컴퓨팅 하드웨어/네트워크 리소스(IaaS)를 쉽게 활용할 수 있습니다. 이를 통해 대규모 자동화 및 정보 데이터의 분석 및 처리가 가능해지며, 대규모 애플리케이션 시스템의 요구 사항을 충족하는 동시에 복잡한 자동화 및 정보 시스템을 제어할 수 있습니다.
③ 엔지니어링 개발 모델을 완전히 변화시킵니다.
클라우드 컴퓨팅 시대에는 엔지니어링 프로젝트 개발이 더 이상 개별 컴퓨터에만 국한되지 않습니다. SaaS 모델을 사용하면 사용자는 인터넷을 통해 자동화 소프트웨어 공급업체의 서버에 있는 소프트웨어를 직접 활용할 수 있습니다. 개발 프로세스는 클라우드 컴퓨팅 네트워크 내에서 이루어지며, 완료되면 직접 실행 가능한 엔지니어링 프로젝트가 생성됩니다.
④ 소프트웨어 공급업체의 서비스 모델을 혁신하고 유지 관리 비용을 절감합니다.
클라우드 컴퓨팅 모델은 소프트웨어 공급업체의 서비스 비용도 줄여줍니다. 이전에는 공급업체가 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 환경에서 실행되는 자동화 소프트웨어에 대한 기술 지원 및 유지 관리를 제공해야 했습니다. 클라우드 시대에는 서버에서 단일 소프트웨어 인스턴스만 유지하면 됩니다.
⑤ 자동화 시스템의 하드웨어 요구 사항을 줄이고 소프트웨어의 산업 위상을 높입니다.
내부 기업 네트워크를 기반으로 하는 프라이빗 클라우드이든 외부 연결이 가능한 하이브리드 클라우드이든 둘 다 컴퓨팅 리소스를 동적으로 할당하는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 보다 원활하고 안정적인 시스템 운영이 가능하며 효율성을 저하시키지 않으면서 하드웨어 요구 사항을 크게 줄일 수 있습니다. 현재 자동화 시스템에서 소프트웨어는 "영혼" 역할을 하지만 전체 비용의 5~10%만을 차지할 정도로 상대적으로 가치가 낮다는 사실이 널리 알려져 있습니다. 클라우드 컴퓨팅 시대에는 하드웨어 요구 사항이 감소하고 소프트웨어 요구 사항이 점점 더 엄격해짐에 따라 자동화 산업 내에서 소프트웨어의 가치와 중요성은 크게 높아질 것입니다.
⑥ 새로운 기술과 제품 철학이 경쟁의 핵심이 될 것입니다.
의심할 여지 없이 클라우드 컴퓨팅 모델은 자동화 소프트웨어 산업에 엄청난 변화를 가져올 것입니다. IT 개발 동향을 어떻게 탐색할 수 있나요? 클라우드 컴퓨팅 기반의 차세대 자동화 소프트웨어를 어떻게 개발하나요?- 기존 자동화 소프트웨어 버전과 클라우드 플랫폼의 호환성을 어떻게 보장합니까? 기존 자동화 엔지니어링 시스템을 클라우드- 기반 시스템으로 업그레이드하는 방법은 무엇입니까? 이는 산업 기업의 주요 고려 사항이 될 것입니다. 클라우드 컴퓨팅 기술의 성숙과 자동화 부문의 노력으로 중국의 '클라우드 컴퓨팅'을 활용한 자동화 시스템 개발은 급속히 발전할 것입니다. 이는 중국 자동화 업계가 주목해야 할 문제이기도 하다.
6. 저-탄소 경제의 자동화
저탄소 경제에서의 자동화는-광범위하고 중요한 주제입니다. 우리는 공정 산업을 예로 들어 이를 설명합니다. 공정 산업은 석유화학, 정유, 화학, 야금, 제약, 건축 자재, 경공업, 제지, 광업, 환경 보호, 발전{3}}산업 등 중국 국가 경제에서 지배적인 위치를 차지하는 부문을 포괄합니다. 이들 부문은 중요한 경제적 역할을 차지하고 있으며, 중국 가공 산업 기업의 연간 생산량 가치는 전국 모든 산업 기업의 연간 총 생산량의 66%를 차지합니다.
공정산업의 발전 현황은 국가 경제 기반에 직접적인 영향을 미칩니다. 공정산업은 중추적인 위치를 차지하는 대규모 산업으로서 국가 경제성장을 위한 중요한 기반이 되는 기둥이자 제조업의 필수 구성요소입니다. 연속적이거나 간헐적인 자재 및 에너지 흐름을 처리하는 것이 특징이며 주로 대규모-배치로 제품을 생산합니다.
공정산업의 주요 생산 및 가공 방법에는 화학반응, 분리, 혼합이 포함됩니다. 21세기 지식 경제 시대에도 공정 산업은-전통적인 제조업 분야로서-경제 발전의 중요한 기둥으로 남을 것입니다. 이들 산업은 에너지 및 원자재의 주요 생산자이자 에너지의 중요한 소비자이므로 에너지 보존, 소비 감소 및 배출 제어가 중요합니다. 이러한 부문의 일반적인 단점으로는 높은 에너지 소비, 심각한 오염, 열악한 제품 품질, 오래된 생산 프로세스, 낮은 자동화 수준, 취약한 관리 관행, 낮은 정보 통합 및 불충분한 전체 경쟁력 등이 있습니다. 산업은 중국 경제의 가장 큰 부문을 구성하며 에너지와 자원의 주요 소비자이자 환경 오염의 주요 원인이기도 합니다. 결과적으로 공정 산업은 특히 석유 정제, 화학, 철강, 발전, 비철금속 및 건축 자재 등 6개 주요 부문에서 개선의 주요 대상이 되었습니다. 이들 부문은 국내 산업 에너지 소비의 거의 70%를 차지합니다.
전문가들은 다음과 같이 주장합니다. 첫째, 새로운 문제와 동향{0}주도 산업을 대상으로 삼는 것이 항상 모든 부문에서 성공적인 혁신을 이루는 핵심 비결이었습니다! 신흥 이슈는 미래 인류 사회 발전에 집중적인 관심이 필요한 주요 과제를 의미합니다. "트렌드-주도" 산업은 엄청난 미래 잠재력을 지닌 프로젝트를 의미합니다.
그렇다면 미래 인류 사회 발전과 엄청난 미래 잠재력을 지닌 프로젝트에 집중적인 관심이 필요한 주요 과제는 무엇입니까? 의심할 바 없이 그러한 분야 중 하나는 "저-탄소 경제"와 "저-탄소 기술"을 제공하는 프로젝트입니다! "저-탄소 경제"는 연구 기관 및 기업에게 필수적인 전략적 선택이 되었습니다. 즉, '저{4}}탄소 경제' 발전을 적극적으로 추진하는 것은 필연적으로 연구 프로젝트 및 시장 개발을 위한 혁신의 주도권을 확보하게 됩니다. 현재 세계 경제는 '저-탄소 경제'로의 전환을 가속화하고 있으며, 이로 인해 수많은 새로운 경제 성장 포인트가 탄생했습니다. '저{8}}탄소 경제'는 미래 국가와 기업 경쟁력의 초석이 될 것입니다. 똑똑한 기업은 기회를 포착하고, 생산 방법을 혁신하고, 수동성을 적극적으로 주도하는 데 탁월합니다. 그들은 사회 개발 패러다임의 변화를 성장 가속화의 엔진으로 활용하여 저탄소 경제에서 우위를 점하기 위해 노력하고 있습니다.-
기업 발전 전략을 수립할 때 기업은 '저탄소 전략'을 수립하는 방법을 고려하고 국가의 지속 가능한 발전 추세에 맞춰 성장하도록 노력해야 합니다. 유명한 경영 전문가인 피터 드러커(Peter Drucker)는 다음과 같이 유명하게 말했습니다: "아무도 변화를 통제할 수는 없지만, 누구나 변화에 앞서 나갈 수 있습니다!" 중국의 공정 산업은 이러한 원칙을 수용하고 앞서 나가기 위해 노력해야 합니다. 저-탄소 배출 감소는 국가적 과제이자 역사적 사명이자 프로세스 기업의 의무입니다. "저-탄소"를 수용하는 것은 이들 산업의 주요 임무를 나타냅니다.
Ⅶ. 작업장 안전 자동화
작업장 안전 자동화는 최근 몇 년 동안 자주 사용되는 용어가 되었습니다! 이러한 급증은 다양한 작업장 사고가 지속적으로 발생함에 따라 안전 강화를 위한 자동화 기술에 대한 수요가 증가하고 있는 데 따른 것입니다. 이제 시급한 우선순위는 자동화, 정보화와 같은 첨단 기술을 효율적으로 활용하여 작업장 안전 표준을 높이는 방법입니다. 이에 국가는 '안전을 위한 과학기술' 전략을 제시했습니다! 안전 개발은 자동화와 불가분의 관계에 있습니다. 제조에 있어서의 안전은 기계적 안전과 공정 안전으로 분류할 수 있습니다.
기계 안전은 주로 인력을 보호하며 상당한 관심을 받아왔습니다. 안전 센서, 안전 PLC, 안전 버스, 안전 이더넷 등의 제품과 함께 안전 스위치, 안전 버튼, 안전 도어, 안전 매트는 공장에서 필수적인 요소가 되었습니다. 공정 안전은 생산 공정의 보안을 보장합니다. 오늘날 많은 자동화 공급업체는 안전 솔루션 제공을 고려하고 있습니다. 진정한 안전 솔루션에는 단순히 하나 이상의 안전 제품을 공급하는 것 이상이 포함됩니다. 이는 주로 사용자 장비의 안전을 강화하는 것입니다. 사용자의 기계 및 장비에 안전 기능을 내장하여 생산 공정에 영향을 주지 않고 안전 보장을 향상시키는 방법은 여전히 더 나은 개발이 필요합니다.
자동화란 기계나 장치가 사람의 개입 없이 미리 정해진 프로그램이나 지시에 따라 스스로 작동하거나 제어하는 과정을 말합니다. 자동화 기술의 채택은 힘든 육체 노동, 특정 정신 작업, 가혹하거나 위험한 작업 환경에서 사람들을 해방시킬 뿐만 아니라 인간의 능력을 확장하여 노동 생산성을 크게 높이고 세상을 이해하고 변화시키는 인류의 능력을 향상시킵니다. 따라서 기계, 장비, 시스템 또는 프로세스(생산 및 관리 프로세스)는 인간의 직접적인 개입을 최소화하거나 전혀 사용하지 않고 -모두 인간의 요구 사항에 따라-자동 감지, 정보 처리, 분석 및 판단, 조작 제어를 통해 미리 결정된 목표를 달성합니다. 안전 자동화란 안전한 생산을 달성하기 위해 자동화 기술을 통해 "안전을 위한 과학 기술" 전략을 구현하는 것을 의미합니다. 특정 산업에 적용할 경우 안전 자동화는 다음과 같은 독특한 형태를 취합니다. - 탄광 안전 생산 자동화 - 석유화학 안전 생산 자동화 - 화학 안전 생산 자동화 - 야금 안전 생산 자동화 - 운송 안전 생산 자동화 - 스마트 빌딩 안전 생산 자동화 - 기타 산업의 안전 생산 자동화
Ⅷ. 에너지-절약 및 소비-자동화 감소
최근 몇 년 동안 "에너지 절약 및 소비 감소"는 중국의 자동화 기술 개발에서 매우 중요한 개념으로 등장했습니다. "에너지 보존, 배출 감소 및 과학 발전"은 중국 경제 성장의 전략적 지도 원칙이 되었습니다.
추정에 따르면 중국은 GDP 1달러를 창출하기 위해 미국보다 4.3배, 일본보다 11.5배 더 많은 에너지를 소비합니다. 중국의 에너지 이용률은 미국 수준의 26.9%, 일본의 11.5%에 불과하다. 이는 에너지 소비가 중국 기업의 제품 비용에서 상당한 부분을 차지함을 의미하는 동시에 이들 기업 내에서 에너지 절약을 위한 막대한 잠재력을 강조합니다. 에너지 절약과 소비 절감을 통한 제품 경쟁력 강화는 충분히 가능합니다.
기술 혁신의 전달자이자 매체로서 장비 제조 산업은 기본적인 '수단{0}}지향적 부문의 역할을 합니다. 당사의 제품-모든 산업을 위한 생산 장비-는 기본 인프라의 기반을 구성합니다. 광범위한 범위, 다양한 범주, 높은 기술 콘텐츠 및 다른 산업과의 강력한 상호 연결을 특징으로 하는 중국의 장비 제조 부문은 수년에 걸쳐 상당한 규모와 기술 정교성을 갖춘 종합 산업 시스템으로 발전하여 국가 경제의 중요한 기둥이 되었습니다. 에너지를 보존하고 에너지 활용 효율성을 높이는 것은-정상적인 생산 운영을 보장하고 건전하고 지속 가능한 기업 발전을 달성하기 위한 장기 전략일 뿐만 아니라 기업이 시장 수요에 적응하고, 비용을 절감하고, 수익을 늘리고, 환경 성과를 개선하고, 경쟁력을 강화하기 위한 불가피한 선택이기도 합니다. 기업이 지속적인 성장을 이루기 위해서는 에너지 절약과 소비 절감을 실천하는 것이 필수적입니다.
시대가 발전함에 따라 에너지 보존 및 배출 감소 작업은 점점 더 어려워지고 제어 목표도 더욱 엄격해집니다. 이러한 목표의 도입은 산업 운영에 더 높은 요구를 부과할 것입니다. 첨단 에너지-절약 및 소비-저감 기술을 적극적으로 채택하고 과학적 관리 개념, 모델 및 프로세스를 구현하는 것은 기업이 이러한 목표를 달성하는 데 중요한 경로입니다. 기술 혁신을 기반으로 한 새로운 기술, 프로세스, 재료 및 방법의 장려 및 적용은 비효율적인 장비와 고{5}}에너지 소비-제품군을 생산에서 점차적으로 제거할 수 있으며, 이는 에너지 절약 및 소비 감소를 진전시키는 데 중요한 역할을 합니다. 첨단-기술 혁신을 통해 에너지 절약과 소비 감소를 추진하는 것은 장비 제조 산업에 있어서 필수적인 단계입니다. 이는 현대의 첨단 기술이 이 분야의 발전에 심오하고 광범위하게 영향을 미치기 때문입니다. 현대 첨단 기술의 발전은 장비 제조 산업에 더 높고, 더 새롭고, 더 나은 요구를 부과합니다. 첨단-기술 지원은 장비 제조 부문의 "에너지 절약 및 소비 감소" 노력에도 마찬가지로 필수적입니다.
예를 들어, 모터 에너지 효율성, 프로세스 최적화, 폐기물을-자원으로 변환, 폐열 활용, 기업 혁신, 새로운 에너지 도입 등은 모두 본질적으로 자동화 기술과 연결되어 있습니다.
Ⅸ. 산업 제어 소프트웨어 개발
산업 제어 소프트웨어의 발전은 자동화 기술의 또 다른 중요한 측면입니다. 1990년대 이후 IBM은 미들웨어 공급업체를 연속적으로 인수하여 미들웨어를 엔터프라이즈 IT 아키텍처의 핵심으로 승격시켰으며 점차 소프트웨어의 중요성과 중심 역할을 부각시켰습니다. 그 후 IBM은 Lotus 및 DB2와 같은 유명한 소프트웨어 회사를 인수했습니다. 소프트웨어는 하드웨어와 함께 발전하기 시작했습니다. 2004년 IBM은 PC 사업을 Lenovo에 매각했습니다.-이는 하드웨어 황금 시대가 끝나고 소프트웨어 상승 시대가 도래했음을 알리는 움직임이었습니다.
산업 제어 내에서 하드웨어 소프트웨어화는 임베디드 소프트 PLC의 출현으로 예시되는 주요 추세를 나타냅니다. 현재 시장에는 독일의 3S Software가 개척한 최신 CoDeSys V3.4 소프트웨어(CoDeSys 플랫폼 기반 임베디드 시스템 소프트 PLC)가 있습니다. 이는 "재사용성"을 중심으로 한 "개방형, 재구성 가능한 자동화" 개념을 옹호합니다. 이 소프트웨어는 IEC 61131 개발 환경 내에서 작동하며 래더 로직, 순서도, 블록 다이어그램 및 고급 ST 언어를 포함한 여러 산업 자동화 표준 언어를 지원합니다.
소프트웨어 재사용은 컴퓨터 소프트웨어 엔지니어링의 방법론과 이론을 나타내며 본질적으로 소프트웨어 개발에서 중복되는 노력을 제거하는 솔루션 역할을 합니다. 이는 소프트웨어 개발 생산성과 제품 품질을 향상시키는 입증된 접근 방식을 구성합니다. 소프트웨어 재사용에는 기존 소프트웨어와 그 효과적인 구성 요소를 활용하여 새로운 소프트웨어나 시스템을 구축함으로써 개발 시간과 유지 관리 비용을 줄이는 것이 포함됩니다. 소프트웨어의 생산성과 품질을 향상시키는 중요한 기술입니다.
소프트웨어 재사용을 달성하기 위한 주요 요소(기술적 및 비{0}}기술적)에는 주로 소프트웨어 구성 요소 기술, 소프트웨어 아키텍처, 도메인 엔지니어링, 소프트웨어 리엔지니어링, 개방형 구성 요소 프로세스, CASE(컴퓨터{1}}지원 소프트웨어 엔지니어링) 기술 및 다양한 비기술적 요소의 7가지 측면이 포함됩니다-. 소프트웨어 재사용의 이점은 다음과 같습니다. (1) 생산성 향상(및 그에 따른 비용 절감); (2) 소프트웨어 품질이 향상되었습니다. (오류는 더 빨리 수정될 수 있습니다) (3) 소프트웨어 재사용을 적절하게 사용하면 시스템 유지 관리성이 향상됩니다.
소프트웨어 재사용의 이점 외에도 CoDeSys 소프트웨어는 재구성 가능한 제조 기능도 갖추고 있습니다. 재구성 가능한 제조는 제조 시스템 재구성의 관리 및 제어를 안내하는 프로세스입니다. 이를 통해 제조 시스템은 변화하는 환경에 효과적으로 대응할 수 있습니다. 재구성 가능성은 하드웨어 모듈 및/또는 소프트웨어 모듈이 데이터 흐름 또는 제어 흐름의 변화에 따라 시스템 아키텍처 및 알고리즘을 재구성(또는 재설정)할 수 있는 시스템을 나타냅니다. 여기에는 조직 재구성 가능성, 비즈니스 프로세스 재구성 가능성, 제품 재구성 가능성, 작업 현장 처리 시스템 재구성 가능성 및 재구성 가능한 정보 플랫폼이 포함됩니다.
재구성 가능 시스템의 가장 두드러진 장점은 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞게 아키텍처를 변경할 수 있다는 것입니다. 끊임없이 변화하는 시장에 직면하여 제조 시스템이 변화하는 시장 수요에 신속하고 경제적으로 대응할 수 있는 방법은 오늘날 제조 산업에 중요한 과제를 제시합니다. 전통적인 기계화 자동화 생산 라인은 배치 생산을 위한 규모의 경제를 제공하지만 시장 변화에 대응하는 민첩성이 부족합니다. 유연한 제조 시스템은 제품 프로토타입 제작 및 생산 주기를 단축할 수 있지만, 투자 회수 기간이 길고 상당한 투자가 필요합니다. 결과적으로, 대량 생산의 이점과 역동적이고 변화하는 제조 환경에 대한 신속한 적응성을 결합하는 동시에 기존 제조 자원을 최대한 활용하는 새로운 제조 패러다임이 절실히 필요합니다. 이러한 맥락에서 최근 제안된 재구성 가능한 제조 시스템은 이러한 요구를 충족시키는 효과적인 솔루션을 제시합니다.
또한 Siemens가 권장하는 TIA Portal(博途)은 TIA(Totally Integrated Automation) 개념을 기반으로 Siemens가 개발한 혁신적인 엔지니어링 소프트웨어 플랫폼을 나타냅니다. 단일 엔지니어링 구성 환경 내에서 모든 자동화 작업을 관리하여 설계자의 작업을 단순화하고 효율성을 향상시키며 비용을 절감합니다. 통합 커뮤니케이션, 통합 프로그래밍, 통합 데이터를 달성함으로써 완전하고 유기적으로 통합된 시스템을 구성합니다. 이는 자동화 솔루션을 실행하고 단일 소프트웨어 제품군 내에서 제품 설계, 기계 설계 및 자동화 설계를 중앙 집중식으로 관리할 수 있는 완전히 통합된 플랫폼에 대한 업계의 기대를 충족시킵니다. 결과적으로, 이는 현재 사용할 수 있는 가장 직관적이고 효율적이며 안정적인 엔지니어링 기술 소프트웨어 플랫폼입니다. 이러한 발전은 산업 제어 부문 내에서 주목을 끌만합니다.
X. 시뮬레이션 및 모델링의 보편화
네트워크 모델링 및 시뮬레이션 기술은 해당 분야의 현재 연구 핫스팟을 나타냅니다. 기술 범위와 애플리케이션 모델은 네트워킹 기술의 발전과 함께 지속적으로 확장되고 발전하고 있습니다. 네트워킹과 컴퓨팅 기술의 급속한 발전은 우리를 유비쿼터스 컴퓨팅 시대로 이끌고 있습니다. 유비쿼터스 컴퓨팅은 컴퓨팅과 통신으로 구성된 정보 공간을 구축하고 인간 생활의 물리적 공간과 융합하여 지능형 환경을 형성합니다.
이 지능형 공간 내에서 개인은 언제 어디서나 컴퓨팅 및 정보 서비스에 투명하게 액세스할 수 있습니다. 네트워크 모델링 및 시뮬레이션 기술은 보편화를 향해 진화할 것입니다. 유비쿼터스 컴퓨팅을 통합한 "유니버설 시뮬레이션 기술"은 정보와 물리적 공간의 융합을 달성하여 현대 모델링 및 시뮬레이션 연구, 개발 및 응용을 새로운 시대로 추진합니다.
미래의 복잡하고 이질적이며 역동적인 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 위해 유비쿼터스 시뮬레이션 시스템은 다음과 같은 기본 특성을 나타냅니다.
⑴ 유비쿼터스 접근성:시뮬레이션 리소스는 어디에나 존재합니다. 그리드 기술을 활용하는 시뮬레이션 그리드를 통해 일상 생활에서 다양한 소프트웨어 및 하드웨어 시뮬레이션 리소스를 서비스 중심으로 제공할 수 있습니다.{1}} 이는 복잡하고 이질적인 유비쿼터스 컴퓨팅 환경으로부터 사용자를 보호하여 시뮬레이션 리소스를 보편적으로 사용할 수 있게 만들고 "유비쿼터스" 문제를 해결합니다.
⑵ 언제 어디서나:사용자는 전용 컴퓨터에 연결되지 않고도 직장이나 생활 장소에서 시뮬레이션 서비스에 액세스할 수 있습니다. 그리드 기술은 시뮬레이션 애플리케이션 터미널을 네트워크의 모든 구석구석까지 확장하여 사용자를 시간적, 공간적 제약으로부터 완전히 해방시킵니다. 네트워크로 연결된 모든 장치는 그리드 환경 내에서 시뮬레이션 리소스와 서비스에 액세스할 수 있어 "언제 어디서나" 액세스에 대한 요구 사항을 충족합니다.
⑶ 적응형:시뮬레이션 정보 공간은 변화하는 조건에 적응하는 일관된 시뮬레이션 서비스를 제공하여 사용자 요구에 맞는 컴퓨팅 환경을 제공합니다.
⑷ 투명:사용자는 최소한의 의식적인 노력으로 시뮬레이션 서비스에 액세스합니다. 상호작용은 매우 자연스럽습니다.-심지어 사용자가 눈치채지 못하는 경우에도-암시적 상호작용을 구현합니다.
유비쿼터스 컴퓨팅 개념과 기술을 시뮬레이션 그리드에 통합하면 유비쿼터스 시뮬레이션 환경의 새로운 요구사항을 효과적으로 해결합니다.{0}}이동성, 적응성, 지능 및 애플리케이션 모델-시뮬레이션 정보 공간을 통해 사용자 요구에 맞는 적응형 환경과 일관된 서비스를 제공할 수 있습니다. 그리드 컴퓨팅과 유비쿼터스 컴퓨팅의 융합 기술-유비쿼터스 시뮬레이션 그리드 기술-은 네트워크 모델링과 시뮬레이션 연구 및 응용 분야에서 새로운 초점으로 부상할 것입니다.
요약하자면, 자동화 기술의 현재 상위 10대 동향은 자동화 혁신이 통합, 의사소통, 협업, 에너지 효율성, 안전, 표준 및 개방성이라는 몇 가지 핵심 단어로 요약될 수 있음을 보여줍니다. 이는 또한 수많은 새로운 제품과 컨셉을 탄생시켰습니다. 수년 동안 새로운 자동화는 제조업의 급속한 발전을 이끄는 가장 직접적인 원동력이었습니다. 필연적으로 "혁신"의 원동력으로 구동되는 이 힘은 의심할 여지 없이 지능형 제조 시대에 찬란하게 빛날 것입니다!