自动化与自主性的结合
Andreas Huhmann
职位: 战略顾问
- 部门: C+N 战略
- 公司名称: HARTING Stiftung& Co.KG
Stephan Middelkamp博士
职位: General Manager Quality& Technologies
- 部门: SSU QT
- 公司名称: HARTING Stiftung& Co.KG
几十年来,自动化一直是工业生产的基石之一。传统自动化的成功要素包括:基于规则的流程、刚性结构、现场总线、PLC逻辑以及精确预编程的响应——从而实现流程的确定性优化。然而,面对未来,这一理念已显不足。因为自动化不会停滞不前,相反,它正发生根本性变革。
当前讨论的核心并非自动化是否仍具时代性。恰恰相反:自动化是永恒的——但重新思考其设计已成为当务之急。现代生产系统面临的挑战已无法仅通过固定僵化的流程来应对。自主功能、情境学习与自适应决策将塑造并决定未来的需求。由此,自主性正成为推动自动化向前发展的决定性组成部分。
自动化与自主性相遇
将自主原则融入传统工业流程需要在多个层面进行变革。基于规则的原理(工业控制的基本要求)必须与能够做出情境决策的技术相结合。数字化正强势进入自动化领域:人工智能流程、数据空间、语义模型和数字孪生构成了系统的基础,使其不再仅能反应,更能主动行动。
研究结构 – 例如德国人工智能研究中心为未来自动化系统开发的架构模型,展示了自主软件智能体与数字影像将如何实现交互。这清楚地表明,未来自动化不应再被理解为僵化的构想,而应视为数据、决策系统与灵活模块之间鲜活的互动。
自主性并非取代传统自动化,而更是其逻辑发展的必然。
全电气时代作为系统性框架
全电气时代构成了在可持续性背景下被整体审视的系统。电气化、数字化与自动化正融合形成一体化的整体系统。能源、交通、工业价值创造,对自主的、数据驱动系统的需求正无处不在涌现。因此,自动化正呈现出跨行业、网络化和软件驱动的特点。
数字孪生将成为核心要素,因为它能够对资产在其整个生命周期内进行数字化建模,从而实现自动化和自主管理。未来,这还将涉及那些以往仅被赋予被动角色的组件。例如,通过浩亭的“连接实例壳”等理念,连接器能够以数字方式记录状态和负载,并将其集成到自动化场景中,从而为“可自动化”的范畴开创全新维度。
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为何18世纪的自动象棋机仍具启示意义?
关于工业自动化自主性的讨论,竟精准地指向一个历史实例:1769年的自动象棋机(即“机械土耳其人”或“自动象棋手”)。
自动化始终是人类建造一种能够自主运作的装置的尝试。自动象棋机的最初开发者正是追随了这一人类的梦想。他的目标是:打造一个能够根据具体情况对不可预测的棋步作出反应的系统。
昔日在机械上无法实现的,如今借助网络化架构模型中的人工智能与数字化得以成就。其共通之处正在于此:
自主性通过向架构中引入智能而实现,昔日以人类输入与在场的形式,今日则以人工智能的形式。
这让一个延续数世纪的理念变得触手可及:自动化不再仅仅是遵循规则,而是关乎理解情境、学习与决策。因此,自主性并非脱离自动化,而是代表了其合乎逻辑的下一步发展。
因此,自动化正成为电气化、数字化及可持续未来的基础技术。尽管它依然不可或缺,但我们需要更进一步思考。决定自动化重要性的并非其过去,而是其持续自我革新的能力。本期tec.news正是描述了这一转变:自动化如何从过去的僵化逻辑中脱胎而出,并演变为全电气时代动态、智能且自主的基石。
1769年的自动象棋机:是远见,而非骗局
如今,1769年的自动象棋机常被视为一种技术把戏,甚至某种骗术或骗局。但这种观点扭曲了当时的真正情况:这是开发自主自动机最早期的严肃尝试之一。
设计师希望创建一个系统,该系统能够:
独立运作,
对情境变化作出反应,以及
做出灵活、智能的决策
就这样,这台象棋机器触及了一个我们今天再次遇到的理念:自动化若要超越僵化流程,就需要智能。那些无法通过机械手段实现的功能,由人类智慧在内部予以弥补——这一原则竟能惊人地准确地映射到当今的人工智能架构中。
如今,我们不再需要将人类置于自动化机器内部。电气化、数字化与人工智能使得人工实现自主功能成为可能,这充分证明了1769年的这一构想是多么具有前瞻性。
连接实例壳 (CIS)
连接实例壳(CIS)将传统连接器转变为基于状态的数字化资产。它通过集成传感器等方式,利用实际使用和负载数据对静态的AAS进行补充。这意味着连接器可被集成到数字孪生概念中,并支持自主、透明且更稳健的自动化架构。