Tværsnitsteknologi til det helt elektriske samfund

Automatisering betyder, at tekniske systemer udfører opgaver selvstændigt - især regelbaserede, gentagne opgaver, der kræver præcision. Denne grundlæggende definition vil forblive gyldig i fremtiden, mens kravene fra All Electric Society (AES) ændrer sig hurtigt.

I AES, hvor alle sektorer er elektrificerede og netværksforbundne, er automatisering central for effektive energi- og datastrømme. Kun automatiserede processer gør det muligt at styre energien på tværs af alle sektorer: En elbil oplades, når der er vedvarende energi til rådighed; en maskine tilpasser sin drift til den aktuelle forsyning.

Data spiller en nøglerolle her. Prognoser for energiproduktion og -udnyttelse tjener til at optimere procesplanlægningen - fra husholdninger til industri. Hvornår er det bedst at lade opvaskemaskinen køre? Hvornår bør energiintensive produktionstrin finde sted? Sådanne beslutninger er baseret på automatiserede dataanalyser.

I en produktionslinje opdager en fræsers digitale tvilling, at et efterfølgende bearbejdningstrin er midlertidigt blokeret på grund af et værktøjsskift. I stedet for at stoppe hele linjen trækker systemet på fleksible færdigheder: Andre maskiner tjekker automatisk, om de kan overtage det næste produktionstrin. En passende maskine melder tilbage om kapacitet og tilgængelighed - og processen fortsætter uden afbrydelse. På den måde muliggør den digitale tvilling ægte, fleksibel og rekonfigurerbar automatisering.

Konventionel automatisering er designet til lange, stabile processer. I dag kræves der imidlertid løsninger til små batchstørrelser eller hyppige produktændringer - helt ned til batchstørrelse 1. Målet er at reducere den indsats, der kræves for at tilpasse produktet, betydeligt.

Samtidig undergår programmeringen skift og forandringer. Mens PLC-programmering stadig dominerer på den industrielle arena, undervises der i højniveausprog på universiteterne. Højniveausprog er moderne programmeringssprog med et højere abstraktionsniveau. De er lettere at læse, objektorienterede og giver mulighed for hurtigere og mere fleksibel udvikling end traditionelle PLC-sprog. Derfor bør sikkerheds- og realtidskritiske funktioner forblive på PLC'en, mens andre opgaver kan outsources til højniveausprog.

Denne adskillelse letter ikke kun integrationen af nye kvalificerede medarbejdere, men understøtter også sektorkoblingen. Standardiserede grænseflader og sprogbaserede funktioner på højt niveau kan bruges på tværs af alle sektorer.

Den kompetencebaserede arkitektur er en central komponent i denne nye automatiseringsverden. En færdighed beskriver en klart defineret evne hos et aktiv - for eksempel "bore hul", "gribe komponent" eller "starte varmeproduktion". Hver maskine indkapsler sine færdigheder i en standardiseret form og gør dem tilgængelige for den digitale tvilling.

Vigtige fordele:

• Færdigheder gør aktiverne udskiftelige - uanset producenten.

• Automatiseringslogikken kan omkonfigureres fleksibelt.

• Maskiner kan selv bestemme, om de er i stand til at udføre en opgave - eller give den videre til et andet aktiv.

På den måde danner færdighedsbaserede arkitekturer rygraden i en meget fleksibel, netværksbaseret automatisering.

Der findes allerede mange komponenter til moderne automatisering: billedbehandling, multi-agentsystemer, automatiserede kontrolsystemer. Men pålidelighed er stadig den største udfordring - især for AI-systemer.

I modsætning til forbrugerapplikationer er en nøjagtighed på 85 % helt uacceptabel i industrielle processer. En forkert klassificeret komponent, fejlagtig genkendelse eller en sandsynlighedsbaseret beslutning kan medføre produktionsstop, kvalitetstab eller sikkerhedsrisici.

Pålidelighed indebærer derfor

• Stabile AI-modeller med sporbare beslutninger,

• Gyldige og komplette træningsdata,

• Certificerbarhed med hensyn til standarder, sikkerhedskrav og ansvarsregler.

AI kan gøre meget i dag - men sikker, verificerbar pålidelighed i komplekse produktionsmiljøer er endnu ikke opnået fuldt ud.

Visionen om et fuldt færdighedsbaseret, AI-støttet, universelt automatiseringslandskab vil ikke blive til virkelighed i løbet af 3 til 5 år, men snarere inden for en periode på omkring 10 til 15 år. Denne tidshorisont er realistisk for at kunne etablere standarder, certificeringer, datakvalitet, industriel anvendelse og teknologiintegration.

I takt med at elektrificeringen skrider frem, øges også betydningen af tilslutningsmuligheder. Stikkene sikrer strømforsyningen og dataoverførslen - og bliver til intelligente grænseflader, der f.eks. kan bruges til at registrere energiforbruget. Hvis et stik svigter, går systemet i stå. Deres rolle som rygraden i moderne automatisering vil helt sikkert fortsætte med at vokse.

Automatisering er stadig det rigtige udtryk - men det kræver avancerede, banebrydende teknologier og ikke fortidens løsninger. Automatiseringens fremtid ligger i fleksibilitet, dataekspertise, pålidelighed, kompetencebaseret arkitektur og universelle tilslutningsmuligheder - og repræsenterer den centrale tværgående teknologi i All Electric Society.