将数学方程转化为代码只是自动化项目开发的一部分,更需审视方程对项目需求的适用性、结合数据与时序的求解方法。数据问题须在进入算法前被检测、控制、修正;精度管理贯穿全流程;求解与实现引入的误差须被识别管控。这本可写成书,此处以寥寥数语启发思考。 首先明确:非显性确定性不等于随机性。计算机求解过程可能引入隐蔽确定性偏差——经分析虽可确定,但非有意为之。典型如精度管理:中间值常被假设精确或按已知数学规则舍入,实则各层级截断而非四舍五入强行塞入变量空间,或引入偏差。主动用数学方法管理计算值存储精度虽是编程基础,却因枯燥常被忽视。 观测数据常因采样/同步问题缺乏一致性,或因瞬态不稳定导致瞬时精度不可靠。可
智能技术如何重塑建筑设计与运维,保障人员健康福祉 新冠疫情深刻改变社会思维与互动方式,全球封锁催生居家办公/学习/购物新常态。疫情与传染病周期性爆发,重创高密度城市核心区。未来智慧城市与建筑必须快速进化,成为疫情管理、公共卫生与安全的关键力量。下图描绘无疫智能建筑典型一日图景。 信息图表由Vinod Bijlani制作,来源www.thenewnorm.sg 詹姆斯进入大楼,须通过非接触入口与测温筛查。非接触门禁+发热/口罩检测是核心安防措施,结合热成像+视频分析+AI可稳健识别人员、体温、佩戴口罩情况。人脸/皮肤温度数据送AI模型追踪历史异常,未来将对接公共卫生系统(接触者追踪)加速溯源遏制
新冠疫情加速智能建筑创新,后疫时代这些趋势将拓展新维度。 疫期智能建筑聚焦感染控制与社交距离:空座交替、扩展等候区、错峰工时致使HVAC延长运行。本文探讨如何将防疫创新转化为可持续价值——投资可复用于新服务、体验、价值创造。例如员工访客生产力App可覆盖进出、导航、通讯等全场景。下图展现后疫时代无疫智能建筑的访客体验增强蓝图。 信息图表由Vinod Bijlani制作,来源www.thenewnorm.sg 詹姆斯的拜访之旅 詹姆斯下载合作伙伴提供的访客移动App,提交访问申请、人脸信息、证件与车牌。安保机构与东道主审批通过后,访问日体验无缝入园: 车牌被停车入口视频分析识别自动放行 非接触
数字技术对自动化的影响始于1960年代早期:分布式控制系统(DCS)取代面板仪表,可编程逻辑控制器(PLC)取代继电器系统。自此,自动化与数字技术几乎不可分割。激烈竞争、资源效率与股东价值诉求倒逼制造企业持续追求运营卓越,数字技术展现的巨大潜力推动企业投入数字化与数字化转型。 业界共识:数字化转型始于数字化。先定义数字化:将图像、声音、文档等信息转为计算机可处理的数字格式。例:DCS模拟量输入转数字量处理、纸质文档转PDF。 再谈数字化转型。牛津词典与维基百科视两词同义,但领域从业者赋予不同含义。Gartner定义为利用数字技术变革商业模式创造新收入价值,迈向数字化业务;西门子定义为通过数字孪
什么是HMI?人机界面自PC进入车间起即广泛应用。大众印象中是生产现场的屏幕,广义上指人机交互的用户界面(UI)。更好的提问是:工业4.0时代的HMI长什么样? 回溯历史:早期HMI仅启停设备、指示灯显状态;进阶版可调工艺参数(转速/温度)、模拟指示反馈压力流量。受限于硬件形态,功能局限于安全操作。 PC普及后,机柜让位于PC+CRT显示器+HMI软件,物理按钮指示灯变为屏幕图形。UI变革革命化制造:操作员获得更多控制权与更好反馈。随技术演进,CRT被触控面板+嵌入式PC取代,成为当前主流形态。 可视化范围扩大后,HMI软件延伸为SCADA系统:从单机面板进化为全厂设备互联的综合系统,每个HM
定义IIoT先从IoT说起。物联网(IoT)是智能设备、计算机、移动终端、应用接入互联网形成的网络,采集海量数据上云存储处理并分发给用户。工业物联网(IIoT)是IoT子集,专指工业自动化领域:将传感器、执行器、PLC等自动化设备接入互联网并实现设备间(M2M)互联。 IIoT与消费级IoT的本质区别 核心差异在于OT与IT通信的差异。OT(运营技术)面向物理过程运行(机器、驱动器等)及工业控制系统(DCS、PLC、SCADA、HMI);IT(信息技术)面向企业级数据存储、处理、交付。IIoT技术进步推动IT/OT融合,将现场数据经边缘采集、分析上云,助力工业系统更精准掌控生产运行与安全管理,
人工智能(AI)是2020年乃至未来的超级热词。新入行者常困惑:为何AI总与机器学习(ML)形影不离?它们是什么?有何区别?工业场景如何应用?为何如此重要? 同工业4.0许多术语一样,AI与ML常被过度使用与误用。本文拨开营销迷雾,还原核心差异。 定义与关系 人工智能:让机器模仿人类行为的技术。机器学习:AI子集,用统计方法随经验积累自我改进。AI涵盖自然语言处理、图像识别、智能机器人等众多领域。 AI具备感知、推理、学习能力;ML作为许多AI系统基础,仅具备基于数据模式预测结果能力。ML能识别数据模式差异,但永不理解自身在做什么。AI融合ML结果与其他分析方法,达到某种智能水平。 图示:AI
认为工业4.0意味着淘汰所有老旧设备是个误区。 首先界定老旧设备:指不具备与第三方系统实时通信原生能力的机器/工业资产,即非智能设备。运营十年以上的企业普遍拥有大量老旧设备,企业越老、存量越大。 全量替换不切实际且成本高昂,将老旧设备纳入智能制造体系势在必行,否则工厂将存在盲区。业务领导者应强制要求集成老旧设备。 好消息是,遵循以下步骤即可将老旧设备变智能: 始于业务目标:明确KPI及老旧设备需输出的测量数据。 选型方案商:具备跨品牌/型号连接老旧设备的能力。 详细勘测:存在多种联网方案,需专业评估。 KPI分两类:生产类(OEE、损耗分析等)仅需循环计数/时间及人工录入;工艺类(状态监测
工业4.0与智能制造——这两个术语究竟何意?能否互换使用? 身处制造业或工业自动化领域,几乎无人能逃过这些高频热词。思想领袖、专家、高管争相谈论,它们写入使命宣言、年度目标,仿佛人人皆懂。但深究之下,要么承认有概念但说不清,要么众说纷纭。若连定义都不清,何谈落地? 本文旨在澄清概念:定义术语、阐述关联、解答为何它们当下如此关键。核心难点在于:缺乏通用权威定义。 工业4.0的诞生 2011年汉诺威工博会,博世提出信息通信技术在工业生产中的广泛集成,工业4.0(欧洲称Industrie 4.0)概念正式诞生。德国政府与业界高度重视,由博世高管Siegfried Dais与前SAP掌门人Hennin
审视当下的电力网络:它覆盖全球大部分地区,支撑了百余年的现代文明。但现有电网基于集中式发电、极少控制节点、依赖化石燃料——这些皆根植于20世纪理念。 若从零重新设计电网会怎样?特斯拉工程师Colin Breck与Percy Link近期在英国会议上给出答案:基于开源技术与数字孪生构建极致韧性。随可再生能源接入增加,供需精准平衡难度剧增,控制力下降、发电预测失准。电池储能虽能快速响应峰谷波动,但Link强调:这种快速响应不仅是妥协,更是超越旧电网的创新机遇。 虚拟电厂架构:聚合分布式能源 特斯拉方案不仅建设巨型电池电站,更提出聚合家庭与企业的分布式小型电池——这些电池通常服务于私人光伏或备用电源
新冠疫情自爆发以来迅速蔓延全球,造成巨大生命损失与经济冲击,引发对现有医疗交付体系的深刻反思。在这场危机中,物联网(IoT)展现出成为游戏规则改变者的潜力——它能让临床医生远程提供医疗服务,并在必要时将以患者为中心的护理模式转向以社区为中心的模式。 世界卫生组织发布的临时指南指出:当医疗系统不堪重负时,轻症患者可在非传统设施或家中隔离,但必须建立与医疗提供者的通信联系。远程患者监护(RPM)系统正是这一通信链路的核心载体,而IoT正是RPM的核心技术。远程管理医疗可提升资源利用效率,保障医患安全,限制感染传播。 新冠疫情对医疗体系的冲击 面对这一高传染性疾病,目前尚无特效药或疫苗。以患者和医院
人工智能技术,特别是机器学习,正日益被视为一种革命性工具。但究竟什么是机器学习? 弗朗索瓦·乔莱在其著作《Python深度学习》中提出了一个精辟的定义:机器学习是一种新的计算范式。在传统计算中,我们向计算机提供规则和数据,期望得到正确结果;而机器学习则颠倒了这个顺序——我们提供数据和结果,让计算机推导出规则。 这一新范式从根本上改变了解决问题的方式,为各个领域打开了广阔机遇。近年来,机器学习已广泛应用于工业领域。尽管应用范围广泛且有众多优秀专业人士投身其中,但在工业项目开发中仍常见一些应避免的典型错误。本文将重点探讨其中三个关键误区。 1. 忽视基础:盲目追求高大上技术 工业4.0、数字化、人
若你对工业物联网(IIoT)巨大潜力感兴趣,可能无暇逐分钟跟进新进展。成千上万 IoT 博客和新闻源存在,质量参差。许多甚至不涉足工业侧。 所以我们本月帮你拨开迷雾。我们寻找2020 年 7 月发布的相关文章,可能让你觉得有新闻价值、有用或有趣。这是当前影响 IIoT 世界的新闻和思想领袖观点样本。评论区告诉我们你的想法。 1. EE Times Europe: 如何从工厂车间数据获取全价值 IIoT 擅长产生海量数据。它是被称为大数据现象背后驱动力——近年数据集过大或过复杂,传统数据处理技术无法应对。IDC 报告估计世界数据从 2018 年 33 ZB 增长至 2025 年 175 ZB。(
ISA95,一套为制造商定义企业与控制系统集成的标准系列,诞生于 1990 年代中期。国际自动化学会(ISA),该系列命名者,通过多部分努力开发 ISA95 以: 系列起源于工业 3.0 时代,计算机用途扩展到广泛行业。 很快,随着算力持续加速、各技术成熟,工业 4.0 诞生。工业 4.0 为领导力、人员、流程、物料创造提升生产力和效率机会。 ISA95 诞生于工业 3.0,但我个人认为,工业 4.0 不挑战 ISA95。相反,工业 4.0 是强大工具,可利用 ISA95 结构、定义、教导将其推向新领域。ISA95 大量引用人、流程、物料等。这些是工业运营核心关切,未变。 从过去学习总有益,所
过去十年,前所未有事件冲击工业运营。最近 COVID-19 大流行是突出例子。除社会影响外,病毒粉碎了工业传统工作流程。 为应对挑战,工业须快速行动以维持可持续业务。2010 年代也见证另一长期颠覆:对更个性化产品和服务需求变化。早期每次工业革命也发生类似颠覆,反应更快、迁移至创新灵活流程的组织得以延续。 灵活适应变化需求是工业 4.0 向导。新一波工业 5.0 近期涌现。工业 5.0 比工业 4.0 采取更协作方式,包括人机更深度协作。 工业 4.0 主题围绕网络物理系统的连接性,工业 5.0——虽也基于工业 4.0 实现的平台——还关注人与机器关系,即机器人或协作机器人。工业 4.0 为人
一位职业哲学家眼中的自动化未来 多数人提到自动化,最初联想到高效机器人、机床、控制系统。若继续思考,我们会——也应该——转向这些技术如何影响人的问题。作为工人、管理者、最终作为人类。 这是自动化伦理维度及其重要辩论的起点。 自动化非新事物,非真空发生。历史上始于现代之前,自 18 世纪第一次工业革命以来是现代世界最重要趋势之一。今天,也成为第四次工业革命主要驱动力之一。 因此,我们所有人——或许尤其是实施自动化的工程师、科学家、技术人员——反思自动化伦理含义至关重要。明智自动化可为全人类带来更光明、更富生产力未来。短视自动化可能导致商业社会动荡、不满、甚或重大政治动荡。 自动化伦理关联问题许多
本偶尔系列为您精选自动化社区影响话题的近期文章。国际自动化学会(ISA)会员和博客读者兴趣专长广泛,我们想聚焦这些截然不同领域的最新资讯和思想领袖观点。 本期涵盖信息技术(IT)和运营技术(OT)团队在日益互联世界中协作的迫切需求。以下文章均发布于 2020 年 8 月。 1. Belden: 从 IT/OT 共存到融合:克服 5 个痛点 IT 和 OT 团队协作往往困难,即使多年行业讨论融合必要性。IT/OT 转型主要是文化问题——双方必须清晰理解融合在典型工作日意义,且须相信行之有效。文章突显 IT/OT 融合常见挑战及克服之道。 2. ZDNet: 为不情愿数字化转型的企业准备的 6 步
什么是 RTLS? 实时定位系统(RTLS)是一种室内定位系统,因提升效率、生产力、安全性而在工业界流行。使用这些系统,可在工业场所内精准追踪定位资产和人员。RTLS 可达厘米级精度。Markets and Markets 预测 RTLS 市场从 2018 年 318.6 万美元增长至 2023 年 879.2 万美元,复合年增长率 22.5%。 传统 GPS 系统因信号无法穿透建筑材料,无法在工业场所内提供准确位置信息。GPS 设备成本高、复杂、耗电大,相比之下蓝牙低功耗(BLE)技术优势明显。视数据传输和功耗,BLE 标签电池寿命可达七年。 BLE 基础 RTLS 组件 RTLS 由 BL
第一部分 数字化驱动力是对精度、质量、可靠性的日益增长需求。市场动态迫使制造业推出新产品、修改设计匹配消费者情绪变化、定制化、更快交付。机器人几十年来是制造业好伙伴,机器视觉亦然。 机器人和机器视觉独立达到稳定和技术成熟。近期发展相互补充,使流程更高效。本文阐述制造领域视觉引导机器人(VGR)见解。VGR 对移动机器人、人形、笛卡尔、SCARA 机器人同样适用,我们聚焦关节机器人的应用与挑战。 深入核心主题前,理解机器视觉和工业机器人重要概念必要。 机器视觉可定义为人类视觉的自动化。不仅需捕获图像(眼睛功能),还需处理图像生成结果(大脑功能)。机器视觉系统依赖工业相机内专用光学保护的数字传感器
COVID-19 造成前所未有的全球呼吸机需求。医疗供应商争分夺秒防短缺,其他公司也伸出援手。全球自动化专业人士竭尽所能抗击 COVID-19 传播。 国际自动化学会(ISA)计划在博客上报道一些杰出人物和项目。 Pointfar Automation 近期宣布设计了呼吸机制造数字孪生模型。他们向任何有意制造呼吸机的公司免费提供该软件。我们与 Pointfar 总裁 Kash Behdinan 对谈,了解更多努力。 Behdinan 曾任 ISA 过程管理与控制分会总监、ISA 蒙特利尔研讨会联合主席、2017 年过程控制与安全研讨会(现称过程工业会议)项目主席,以及第 61 届国际仪表研讨会
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