MPLM IG™ ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ │ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА │ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

11.06.2017

INDUSTRIE 4.0: SMART FACTORY; CAx; CPS; IoT; BIG DATA; DATA MINING; PdA; INTEROPERABILITY; PLM

INDUSTRIE 4.0: SMART FACTORY; CAx; CPS; IoT; BIG DATA; DATA MINING; PdA; INTEROPERABILITY; PLM


SMART FACTORY


В основе концепции SMART FACTORY – бесшовное соединение отдельных этапов (операций) производственного процесса, от стадии проектирования изделий и планирования использования производственных ресурсов к исполнительным механизмам в полевых условиях.

S.M.A.R.T – это мнемоническая аббревиатура:
  • S – Specific (Конкретный), объясняется, что именно необходимо достигнуть.
  • M – Measurable (Измеримый), объясняется, в чем будет измеряться результат.
  • A – Attainable, Achievable (Достижимый), объясняется, за счёт чего планируется достигнуть цели.
  • R – Relevant (Релевантный), определение истинности цели. Действительно ли выполнение данной задачи позволит достичь желаемой цели? Необходимо удостовериться, что выполнение данной задачи действительно необходимо.
  • T – Time-bound (Ограниченный во времени), определение временного триггера/промежутка по наступлению/окончанию которого должна быть достигнута цель (выполнена задача).

"Нельзя серьёзно говорить о развитии организации труда и управления и о её применении в практической деятельности до тех пор, пока не будет уничтожена организационная безграмотность. А это в первую очередь означает, что время нужно строго учитывать, распределять и экономить. Вместо "авось" - точный расчёт. Вместо "кое-как" - обдуманный план. Вместо "как-нибудь" - научный подход. Вместо "когда-нибудь" - 3 августа в 11 часов 15 минут."
Платон Михайлович Керженцев, 1923 год.

CAx - Computer-aided technologies


     CAx от английского "Computer-aided", строчная английская буква "x" в аббревиатуре — это переменная, указывающая на индивидуальность выбора комплекта CAx-инструментов для различных производственных систем.

     CAx в широком смысле — инструментальный набор для моделирования "цифровой тени" окружающего мира. CAx охватывает различные виды деятельности человека, такие как медицина, государственное управление и др., но в данной публикации рассматривается только CAx для промышленного производства.

     CAx — промышленная философия, основанная на интеграции IT-инструментов создающих цифровую тень изделия как объекта производства, это совокупность технологий автоматизированного проектирования, мониторинга и управления.

     CAx — это совокупность инструментов для автоматизации решения всевозможных задач, возникающих на протяжении жизненного цикла объектов производства.

     CAx тесно связано с понятием PLM -  Product Lifecycle Management, «Управление жизненным циклом изделия» — организационно-техническая концепция, основанная на интероперабельности различных объектно-ориентированных приложений для моделирования, мониторинга, анализа и управления этапами жизненного цикла изделия как объекта производства.
     PLM – это «сфера», объединяющая этапы жизненного цикла, методы управления, технологии производства и CAx. 

CPS − Cyber−physical systems


CPS – революционный аспект новой "промышленной философии" сформулированной немецкой исследовательской группой "INDUSTRIE 4.0".

Киберфизическая система – это организационно-техническая концепция, основанная на интеграции физического и информационного пространства.

По сути АСУП, которые сегодня представлены на рынке, сами по себе – автоматизированными системами не являются, так как требую ручного ввода данных. АСУП автоматизируют работу с информацией, если вы производите не информационные, а физические продукты – то пока вы не заполните IT систему структурированными данными о физических объектах производства и операциях и не наладите обратную связь в реальном времени, никакой автоматизации производства вы не получите.

Автоматизация – это процесс в котором операции ранее осуществлявшиеся человеком, передаются для исполнения автоматическим машинам. Если вы внедряете IT систему для управления производством, которая создаёт значительную дополнительную трудоёмкость при ручном вводе данных сотрудниками предприятия – то какая же это автоматизация?
CPS – это не только поставщик адекватной диагностической информации для АСУП и аналитических систем, CPS по сути является "кибернетической тенью" детерминированной физическими параметрами производственной системы.  

IoT - Internet of Things


Интернет вещей – это простое определение грандиозной концепции. IoT - концепция вычислительной сети физических предметов (вещей), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.
IoT связывает вещи, подключённые к интернету друг с другом и обеспечивает их совместную работу, управляемую облачными вычислительными системами. Интернет вещей обеспечивает взаимодействие физических производственных операций и сопутствующих процессов.
Концепция IoT сформулирована в 1999 году как осмысление перспектив широкого применения средств радиочастотной идентификации для взаимодействия физических предметов между собой и с внешним окружением. Наполнение концепции «интернета вещей» многообразным технологическим содержанием и внедрение практических решений для её реализации начиная с 2010-х годов является устойчивой тенденцией в развитии информационных технологий, прежде всего, благодаря повсеместному распространению беспроводных сетей, появлению облачных вычислений, развитию технологий межмашинного взаимодействия, началу активного перехода на IPv6 и освоению программно-конфигурируемых сетей.


BIG DATA 


CAx и CPS формируют большое количество лавинообразной информации об изделиях как объектах производства, а также о производственных и сопутствующих процессах. Объём, скорость и многообразие данных постоянно возрастают, для того чтобы получить пользу от информации с которой человеческий мозг неспособен самостоятельно справится, её необходимо прежде всего структурировать записав в стандартные формы для дальнейшего использования.
БОЛЬШИЕ ДАННЫЕ —Совокупность подходов, инструментов и методов обработки структурированных и неструктурированных данных больших объёмов и значительного многообразия для получения воспринимаемых человеком или компьютерной системой результатов, эффективных в условиях непрерывного прироста, распределения по многочисленным узлам вычислительной сети.
Big Data представляет собой набор данных из традиционных и цифровых источников внутри и за пределами компании. Данные собираются везде: от датчиков, сотрудников компании, компаний-контрагентов, клиентов, сервисных центров, поставщиков и т.д., поле чего данные структурируются, анализируются и используются.
Основная задача предприятий при работе с Big Data, наилучшим образом интерпретировать данные для дальнейшего использования.

DATA MINING


Проблемы "BIG DATA", с которыми люди начали сталкиваться ещё в начальной стадии развития SCADA и других прикладных IT-систем, можно обозначить простыми вопросами:
Научились мы собирать информацию, что с ней делать дальше? Как превратить информацию в данные, а данные в знания? И как знания превратить в пользу?  
Григорий Пятницкий-Шапиро, в 1989 году, стал автором выражения "Data Mining" назвав так совокупность методов для решения задач, исходящих из вышеизложенных вопросов. Название закрепилось на ряду с синонимом "KDD" (Knowledge Discovery In Data), но с тех пор методы значительно изменились под влиянием развития технологий и образа мышления.
"Data Mining" – это собирательное название, используемое для обозначения совокупности методов обнаружения в данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности.

PdA - Predictive analytics


Предсказательная аналитика включает в себя множество статистических методов из областей прогнозного моделирования, машинного обучения и интеллектуального анализа данных.
Производство физических объектов как вид деятельности детерминировано и циклично, следовательно, может быть изучено и записано в виде структуры исторических данных.
Всё, что происходит, является следствием каких-либо причин. Причинно-следственные связи изучаемы, при условии достаточности адекватных данных. Анализ текущих и исторических факторов, позволяет делать прогнозы неизвестных событий.
В машиностроении предсказательная аналитика применяется уже достаточно широко, но обычно решает весьма примитивные задачи, связанные с эксплуатацией средств производства (технического обслуживания и ремонтов) и для расчёта потребностей в материально-техническом обеспечении. Решение технических задач на основе методов машинного обучения оказывает большое влияние на рентабельность производства, но это далеко не все возможности которые открывают новые методы предсказательной аналитики. Куда больший интерес вызывает прогнозирование человеческого фактора.
Современная предсказательная аналитика – это уже отдельная индустрия с богатым инструментальным набором и своими стандартами.

Трудно переоценить ценность знаний о будущих событиях.

Praemonitus praemunitus — «предупреждён — значит вооружён»

INTEROPERABILITY


Интероперабельность (функциональная совместимость) – наиважнейший фактор
промышленной концепции "INDUSTRIE 4.0".

В известной библейской истории, Бог наказал людей за то, что они развивая
технологии строительства, достигли больших высот совместными усилиями и поднялись до высоты Бога, проявив интероперабельность. Богу это не понравилось, и он наказал людей сделав их неинтероперабельными, он создал новые языки для разных людей и люди потеряли возможность понимать друг друга и эффективно взаимодействовать.
Лишившись интероперабельности, люди не смогли достроить башню и город Вавилон.
Эта учесть ждёт и тех, кто попытается постоять бизнес-модель взяв за основу концепцию "INDUSTRIE 4.0" с неинтероперабельными элементами.
Без функциональной совместимости, создать работоспособную интегрированную производственную систему невозможно.
К сожалению, компании-разработчики систем автоматизации долгое время развивали свои продукты без единых стандартов, не учитывая перспективы глобализации и потенциальные потребности в интеграции своих клиентов.
Такая тенденция наблюдается и в настоящие время, но в последние годы ситуация в корне меняется, ведущие компании-разработчики систем автоматизации, модифицируют свои продукты делая их интероперабельными, идя на встречу актуальным потребностям своих клиентов.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНЖИНИРИНГ АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ