工业4.0对控制工程师有什么影响,控制工程将如何影响工业4.0?以下是一些新兴的研究方向、实施考虑因素和潜在挑战。
分布式控制和网络控制。作者在许多不同领域(如能源或电信行业)看到的是对分布式和网络建模以及相关控制策略的需求。分布式系统和网络理论提供建模和控制策略;然而,这些还没有在广泛的基础上进入加工制造领域。
作者只知道这一领域的学术著作,但希望很快看到成功的故事。一个障碍是许多生产过程缺乏准确的动态模型。即使有可能通过协同努力得出这种模型,也需要不断更新它们。
控制评估。例如,在进行下一次飞跃和开发全厂控制策略之前,评估现有技术的性能非常重要。该评估为激励新技术的进一步投资奠定了基础:投资新的调度解决方案或新的集成控制器技术是否值得?永远不要忽视业务案例和评估。
目前,评估工厂的性能以指出单个PID回路的问题是可能的,但这绝不是普遍实施的标准技术。当评估MPC控制器的性能和维护时,任务更加复杂。文献13中有一些报告,但工业中通常没有以系统的方式进行。
缺乏信息交换标准。纵向和横向集成要求信息和数据能够在不同系统之间轻松交换。在代表解决方案的两个框之间划一条线是一回事,但实际上将数据从一个框转移到另一个框又是另一回事。有一些标准(如OPC)可以解决这个问题,但配置可以正确解释数据的适配器仍然是一个挑战。
特别是,有必要建立一个资产结构,如在其他标准中提出的,如ISA95、Namur开放架构(NOA)、AutomationML等。可以说,控制工程师应该更多地参与标准化机构,以保持对控制的关注。
需要跨学科知识。控制工程一直是一门多学科的学科。控制工程师的家在电气、机械、化学、工业、工艺和航空工程部门,有时甚至在数学系。因此,控制工程师可能不会像必要的那样组合力。如果你是生产相关领域的控制工程师,你将大量接触工业4.0。此外,还需要新的技能组合。除了控制理论和应用知识之外,软件技能在工业4.0时代也越来越重要。
工程教育发生变化。困难在于知道学生应该在教学大纲中学习什么。控制工程师应该能够对PLC或DCS编程吗?他们是否应该了解与调度解决方案系统等系统交换信息所需的软件?我们需要新的学位来应对自动化领域的挑战。如果我们真的想从这场新革命中获益,就必须了解工业4.0和控制工程,了解生产系统和软件实施的各个方面。
最后的想法
控制工程和工业4.0有什么关系?在本文中,我们展示了控制工程是工业4.0的一项基础技术。然而,与模拟或机器人等不同的是,在关于工业4.0的介绍中,它并没有被列为基础支柱。
有人可能会说控制是一门基础工程科学,它为工业4.0的所有不同技术做出了贡献。但真正的原因可能只是政策制定者对控制缺乏理解。控制工程机构应该更加努力地把这个话题推向公众。一种方法是更多地参与工业论坛和标准化机构,以应对控制工程和工业之间日益脱节的惊人趋势。
与此同时,控制工程师受到工业界的追捧,尤其是当他们涉足不同领域时。控制工程师拥有多才多艺、适用和全面的技能组合。他们的技能包括分析、模拟、优化和数据分析。这些在工业4.0的背景下备受追捧。
控制工程师(包括学者)经常从一个控制领域起步,然后超越传统意义上的“控制”工业4.0依赖于控制工程知识和技能集,而控制仍然是其许多驱动技术的基础。随着工业4.0的到来,将控制纳入各种工程学科的教学大纲比以往任何时候都更重要。