自动化未来的发展趋势

       随着物联网、云计算等新技术的出现，2016年制造业发生了新的变化，工厂机器换人、设备互联、智能生产等创新实践给传统行业带来了良好的启发。 同时，也给自动化行业带来了新的机遇和挑战。 一些控制制造商利用物联网技术来改进他们的产品并开发一些新技术。 那么2023年自动化行业将有哪些趋势呢？

1.物联网将降低自动化成本

物联网作为一个热门概念，近年来对各行业产生了较为严重的影响。 随着技术的进步，一些高性能的物联网产品和驱动芯片相继推出，如处理器、传感器、分析软件、视觉系统、无线通信协议、分布式系统架构等。 这些技术产品的出现将使自动化系统具有更高的价值，自动化制造商将以更低的成本集成更高性能的产品，使行业受益。 近日，英特尔推出了一套全新的模板化计算机平台“ComputeCard”。 这张卡只有普通银行卡的大小，但却集成了一台完整计算机的所有元素，包括英特尔 SoC 处理器、内存、存储、无线、I/O 等等。 基于该计算卡，硬件厂商可以灵活优化各种智能互联解决方案，如交互式冰箱、安防摄像头、物联网网关等，并具有简化设计、易于维护、用户升级等优点。

2.精益自动化和扁平化架构的到来

自动化系统正在进一步简化，由原来的五层系统模型变为2-3层，系统性能将进一步提升，同时降低未来的软件维护成本，这也是自动化行业多年来的发展趋势。 在新的系统模型中，控制器使用适当的协议（例如Web服务）直接将信息从0、1级传输到4、5级。随着计算被驱动到更强大的控制器、智能设备和设备，这种趋势正在加速。传感器，导致工厂规模的计算机和云托管应用程序。 如今的智能手机已经是一台多核功能强大的计算机，可以用来执行一些本地任务，使用云和具有通信功能的智能手机来查找餐厅预订或确定最佳旅行路线。

3、开放的工业自动化架构

在过去的一年里，我们看到了围绕边缘计算的开放系统结构的出现。 开放系统与业务系统紧密结合，满足多厂商联合运营的需求。 传统的工业自动化架构目前处于非开放阶段，但一些智慧社区控制系统和用户提出了多厂商集成的问题。 这种新的“开放”思维方式旨在创建一个反应更快、更高效、更灵活的制造业，将客户、供应商、制造商和分销物流生态系统紧密集成。 为了提高生产的性能和灵活性，制造现场的I/O（输入/输出）设备，包括传感器、执行器、分析器、驱动器、视觉、视频和机器人，都需要连接和通信。 在这种环境中创建卓越的集成工业自动化系统需要完全开放的通信源代码、数据定义、框架和应用交换标准。 例如，工业4.0的理念主张将制造工厂与其他业务功能相整合，包括进货物流、客户服务和出货物流。 工业4.0发展的背景是廉价劳动力的红利不复存在。 企业想要获得行业竞争优势和灵活性，只能利用以自动化为核心的先进技术，成功过渡到智能生产模式。 德国推出工业4.0战略后，引发了包括中国“中国制造2025”、日本产业价值链推进协会、印度制造等在内的响应。 一些知名公司已经开始应用工业4.0的概念来提高过程自动化的效益，包括ABB、巴斯夫、拜耳、Bilfinger-Burger、E+H、赢创、费斯托、科隆、朗盛、西门子和Frederiks Raunhof化学技术研究所。 Namur 过程传感器 4.0 路线图于 2015 年发布，将智能网络传感器描述为工业 4.0 过程架构的基本组成部分。 这些传感器将与控制和自动化系统通信，甚至直接与业务系统对话。

4.自动化制造商必须接受便携式应用

自动化行业面临着一个非常具有挑战性的问题，必须改变多供应商兼容的便携式移动应用程序的缺乏。 如果只有开放的自动化架构而没有开放的生态系统，便携式创新应用将会被扼杀。 过去，特定控制器的应用程序通常无法在其他品牌的控制器上运行，并且需要时间重写程序才能使用它。 埃克森美孚公司的首席工程师Don Bartusiak指出，每次你从不同的工厂购买一台电脑时，你都必须重写所有的文档、电子表格和报告。 在当今的工业环境中，非便携式应用程序意味着时间和数据的浪费。 IEC-61131-3 标准和 PLCopen 标准提供了两个基本框架来支持多供应商便携式应用。 控制器之间交换结构化文本程序的超新方法是PLCopenXML交换标准，进入2017年，厂商采用这些交换标准将面临新的挑战。 供应商需要热情地接受这些标准，或者工业控制应用开放架构的可互换性和可重用性的新标准。 这将填补传统计算机行业解决方案的空白，传统供应商已经在展示和销售物联网软件产品。 有一个这样的例子，基于Node-Red开源可视化编程已经被供应商用于一些数据采集和控制平台，包括RaspberryPi。

5.信息技术（IT）和运营技术（OT）的融合

IT和OT技术的逐步融合将不断增强，处理实时事务的业务系统正在发展，以满足实时同步制造运营的需求。 一些创新供应商已经提供了可实现互联企业愿景的产品解决方案。 强大的自动化控制器通过OPCUA Web服务和其他物联网传输机制直接与企业业务系统对接。 将应用一些行业标准，包括 OPCUA、B2MML、PLCopen、OPCUA 和数据库接口。 在许多行业应用中实现这些功能只需要对制造执行系统（MES）进行微小的改变。 此外，还有当今的系统集成商推出的新品种。 这些集成商通过知识、经验和技术，帮助企业将IT和OT结合起来，协助客户创建解决方案。 通过定义业务挑战、风险评估来识别业务流程或技术能力差距。 他们能够使用最新的 IT 和 OT 概念和技术来设计、测试和实施系统以交付结果。

6.边缘自动化设备将蓬勃发展

如今，物联网技术正在迅速兴起，包括高功率/低成本通信技术，使新的智能节点能够在网络边缘运行，以提高制造性能和效率。 这将是一个新的增长趋势。 例如，ABB 开发了一种紧凑型传感器，无需接线即可连接低压异步电机。 智能传感器使用板载算法将电机健康信息（通过智能手机和互联网）传输到安全服务器，以部署其他智能服务。 此外，艾默生罗斯蒙特 708 无线声学变送器采用超声波声学事件检测，通过准确的嗡嗡声级别和温度数据实现阀门可见性。 此外，来自监控和传输设备的数据可以通过无线网络传输，从而实现事件状态和泄漏检测。

7. 基于边/云的大数据分析

在物联网广泛发展的推动下，用于创建分析的新一代云服务和工具开始服务于自动化。 过去，用于高级过程控制 (APC)、优化和预测分析的软件实施起来非常困难且昂贵，但这种情况正在发生变化。 在广泛的物联网应用的推动下，这些基于云的工具和集成设计环境平台正在推出，为用户和行业专家创建和部署经济分析。 这些平台显着降低了实施成本，并有助于扩大应用分析的范围，就像 Excel 电子表格使用户能够更有效地使用计算机一样。 除了提高效率和生产力之外，更多的分析还可以更好地告知决策者如何改进和完善制造流程。 这些新示例包括 Google Analytics 和Measurement Protocol、Microsoft Azure 和 AWS IoT Platform。 历史数据已经证明了它们在过程工业离散应用中的价值，但巨大的限制因素是初始成本和持续的生命周期软件维护。 然而，商业云服务的使用为许多公司提供了一种经济的方式来利用历史数据并应用适当的分析。 一些主要参与者正在使用OPC、OPC UA和其他网关收集工厂数据，并将数据提供给标准云应用程序，例如亚马逊网络服务（AWS）和微软Azure云服务，这些应用程序更加高效和灵活。

8.智能传感器将无处不在

智能传感器和控制设备是“即插即用”的，不需要使用嵌入式智能页面的外部软件。 使用 IO-Link 技术的智能传感器的成本已大幅下降，并且采用正在迅速增长。 还有使用工业和相关协议的以太网传感器，使自动化数据能够直接与业务系统通信。 如今，您已经可以看到那些通常用于商业应用的蓝牙传感器也用于工业领域。 E+H去年推出的fmr10和fmr20雷达液位计通过雷达传输测量储罐液位。 fmr10 具有 4-20mA 输出，并标配蓝牙。 APP软件 smartblue应用程序运行在任何具有蓝牙功能的智能手机或平板电脑上，通过APP可以实时查看测量数据。 蓝牙无线连接还具有密码保护功能，防止无关人员连接、进行不安全操作等风险。

9. Wi-Fi 会更便宜

随着物联网的发展，将带来成本更低的无线传感器。 目前，无线点安装还处于起步阶段，这限制了部署的应用程序数量。 考虑到连接数量巨大，未来无线网络将变得越来越便宜。 目前，著名的工业无线标准包括ISA100.11、IEC62591（无线HART）、IEC62601（中国开发的WIA-PA）、ZigBee和802.11。

10.协作机器人将变得更加便宜

2016年，协作机器人实现爆发式发展，行业统计数据显示，协作机器人销量快速增长。 这些新型协作机器人重量轻、价格便宜，并采用先进的视觉技术，为工作带来更多的感官能力。 目前，协作机器人的平均价值已大幅下降至4万美元以下，满足大规模应用的需求。 近年来，机器人的应用不断加速，中国现已成为全球最大的机器人购买国。 随着这些自动化趋势的发展，用户和自动化供应商将面临新的风险和机遇。 新技术的使用存在一定的风险。 需要时间去实践和证明效果。 这是一个过程，也是一个挑战。 其次，如果不采用新技术，在未来的市场环境中，你可能会输给那些通过采用新技术而变得更强大的对手。 企业需要考虑是否能够适应未来消费者需求的变化。 企业面临挑战和技术趋势。 很难确定什么是有价值的以及何时投资。 通过拥抱这些转变，公司未来将能够超越竞争对手。