Transversale technologie voor de All Electric Society

Automatisering betekent dat technische systemen zelfstandig taken uitvoeren - vooral regelgebaseerde, repetitieve taken die precisie vereisen. Deze basisdefinitie blijft ook in de toekomst geldig, terwijl de vereisten van een All Electric Society (AES) snel veranderen.

In de AES, waar alle sectoren geëlektrificeerd en genetwerkt zijn, staat automatisering centraal voor efficiënte energie- en gegevensstromen. Alleen geautomatiseerde processen maken het mogelijk om energie in alle sectoren te regelen: een elektrische auto laadt op wanneer er hernieuwbare energie beschikbaar is; een machine past zijn werking aan het huidige aanbod aan.

Gegevens spelen hier een sleutelrol. Prognoses voor energieopwekking en -gebruik dienen om de procesplanning te optimaliseren - van huishoudens tot de industrie. Wanneer kan de vaatwasser het beste draaien? Wanneer moeten energie-intensieve productiestappen plaatsvinden? Dergelijke beslissingen zijn gebaseerd op geautomatiseerde gegevensanalyses.

In een productielijn herkent de digital twin van een freesmachine dat een volgende bewerkingsstap tijdelijk geblokkeerd is vanwege een gereedschapswissel. In plaats van de hele lijn stil te zetten, maakt het systeem gebruik van flexibele vaardigheden: andere machines controleren automatisch of ze de volgende productiestap kunnen overnemen. Een geschikte machine rapporteert de capaciteit en beschikbaarheid - en het proces gaat zonder onderbreking door. Op deze manier maakt de digitale twin echte, flexibele en herconfigureerbare automatisering mogelijk.

Conventionele automatisering is ontworpen voor lange, stabiele processen. Tegenwoordig zijn er echter oplossingen nodig voor kleine batchgroottes of frequente productwijzigingen - tot en met batchgrootte 1. Het doel is om de inspanning die nodig is voor maatwerk aanzienlijk te verminderen.

Tegelijkertijd ondergaat de programmering verschuivingen en veranderingen. Terwijl PLC-programmering nog steeds de boventoon voert in de industriële arena, worden op universiteiten high-level talen onderwezen. High-level talen zijn moderne programmeertalen met een hoger abstractieniveau. Ze zijn gemakkelijker te lezen, objectgeoriënteerd en maken snellere, flexibelere ontwikkeling mogelijk dan traditionele PLC-talen. Daarom moeten veiligheids- en real-time kritische functies op de PLC blijven, terwijl andere taken kunnen worden uitbesteed aan high-level talen.

Deze scheiding vergemakkelijkt niet alleen de integratie van nieuwe geschoolde werknemers, maar ondersteunt ook de koppeling van sectoren. Gestandaardiseerde interfaces en taalgebaseerde functies op hoog niveau kunnen in alle sectoren worden gebruikt.

De op vaardigheden gebaseerde architectuur is een centraal onderdeel van deze nieuwe automatiseringswereld. Een vaardigheid beschrijft een duidelijk gedefinieerde vaardigheid van een machine - bijvoorbeeld "gat boren", "onderdeel vastpakken" of "warmteopwekking starten". Elke machine vat haar vaardigheden samen in een gestandaardiseerde vorm en maakt ze beschikbaar voor de digitale tweeling.

Belangrijkste voordelen:

• Vaardigheden maken activa uitwisselbaar, ongeacht de fabrikant.

• Automatiseringslogica kan flexibel opnieuw worden geconfigureerd.

• Machines kunnen zelf beslissen of ze een taak kunnen uitvoeren - of deze doorgeven aan een ander apparaat.

Op deze manier vormen op vaardigheden gebaseerde architecturen de ruggengraat van zeer flexibele, genetwerkte automatisering.

Veel componenten voor moderne automatisering bestaan al: beeldverwerking, multi-agent systemen, geautomatiseerde besturingssystemen. Maar betrouwbaarheid blijft de belangrijkste uitdaging - vooral voor AI-systemen.

In tegenstelling tot consumententoepassingen is een nauwkeurigheid van 85 % totaal onaanvaardbaar in industriële processen. Een onjuist geclassificeerd onderdeel, foutieve herkenning of een probabilistische beslissing kan leiden tot productiestilstand, kwaliteitsverlies of veiligheidsrisico's.

Betrouwbaarheid houdt daarom het volgende in

• Stabiele AI-modellen met traceerbare beslissingen,

• Geldige en volledige trainingsgegevens,

• Certificeerbaarheid met betrekking tot normen, veiligheidseisen en aansprakelijkheidsvoorschriften.

AI kan tegenwoordig veel - maar veilige, controleerbare betrouwbaarheid in complexe productieomgevingen is tot op heden nog niet volledig bereikt.

De visie van een volledig op vaardigheden gebaseerd, AI-ondersteund, universeel automatiseringslandschap zal niet binnen 3 tot 5 jaar werkelijkheid worden, maar eerder binnen een periode van zo'n 10 tot 15 jaar. Deze tijdshorizon is realistisch om normen, certificeringen, gegevenskwaliteit, industriële toepassing en technologische integratie vast te stellen.

Samen met de voortschrijdende elektrificatie neemt ook het belang van connectiviteit toe. Connectoren beveiligen de stroomtoevoer en gegevensoverdracht - en worden intelligente interfaces die gebruikt kunnen worden om bijvoorbeeld het energieverbruik te registreren. Als een connector uitvalt, komt het systeem tot stilstand. Hun rol als ruggengraat van de moderne automatisering zal zeker blijven groeien.

Automatisering blijft de juiste term - maar vereist geavanceerde, toonaangevende technologieën en niet de oplossingen uit het verleden. De toekomst van automatisering ligt in flexibiliteit, gegevensexpertise, betrouwbaarheid, op vaardigheden gebaseerde architectuur en universele connectiviteit - en vertegenwoordigt de centrale doorsnedetechnologie van de All Electric Society.