全电气时代的跨部门技术

自动化意味着技术系统可以独立执行任务，尤其是基于规则的重复性任务，这些任务必须精确。这一基本定义在未来仍然有效，而全电气时代提出的要求却在迅速变化。

在全电气时代，所有部门都实现了电气化和网络化，自动化是高效能源和数据流的核心。只有自动化流程才能在所有领域控制能源：当可再生能源可用时，电动汽车会充电；机器会根据当前的供应情况调整运行。

数据在其中发挥着关键作用。能源生产和利用的预测有助于优化从家庭用电到工业用电的流程规划。洗碗机的最佳运行时间是什么时候？能源密集型生产步骤应在何时进行？此类决定以自动数据分析为基础。

在生产线上，铣床的数字孪生系统能识别出后续加工步骤因更换刀具而暂时中断。该系统不需要停止整条生产线，而是利用灵活的技能：其他机器自动检查它们是否可以接手下一个生产步骤。合适的机器会报告能力和可用性，整个过程不会中断。这样，数字孪生系统就能实现真正的、灵活的和可重新配置的自动化。

传统的自动化设计用于长期、稳定的流程。但如今，小批量生产或频繁的产品变更（甚至小到批量 1）都需要解决方案。我们的目标是大大减少定制所需的工作量。

与此同时，编程也在发生转变和变化。虽然 PLC 编程在工业领域仍占主导地位，但大学里也教授高级语言。高级语言是现代编程语言，具有较高的抽象层次。与传统的 PLC 语言相比，它们更易于阅读，面向对象，开发速度更快、更灵活。因此，安全和实时关键功能应保留在 PLC 上，而其他任务可外包给高级语言。

这种分离不仅有利于新技术员工的融入，还有助于部门耦合。标准化接口和基于高级语言的功能可用于所有部门。

基于技能的架构是这个全新自动化世界的核心组成部分。技能描述了资产的一种明确定义的能力，例如 "钻孔"、"抓取部件 "或 "启动发热"。每台机器都以标准化的形式封装其技能，并将其提供给数字孪生。

主要优势

• 技能使资产可以互换--无论制造商是谁。

• 自动化逻辑可灵活地重新配置。

• 机器可以自行决定是否能够执行任务，或将任务转交给其他资产。

这样，以技能为基础的架构就构成了高度灵活的网络化自动化的支柱。

现代自动化的许多组成部分已经存在：图像处理、多智能体系统、自动控制系统。但可靠性仍是关键挑战，尤其是对人工智能系统而言。

与消费者应用相比，工业流程中85%的准确率是完全不可接受的。错误分类的组件、错误的识别或概率决策可能导致生产停机、质量损失或安全风险。

因此，可靠性要求

• 可追溯决策的稳定人工智能模型

• 有效、完整的培训数据、

• 标准、安全要求和责任规定方面的可认证性。

人工智能如今能做很多事情——但在复杂生产环境中，安全且可验证的可靠性至今尚未完全实现。

一个完全基于技能、人工智能支持的通用自动化愿景不会在3到5年内实现，而是在大约10到15年内实现。为了建立标准、认证、数据质量、工业应用和技术集成，这个时间范围是现实的。

在推进电气化的同时，连接能力的重要性也在不断提升。连接器可确保供电和数据传输安全，并可成为智能接口，用于记录能耗等信息。如果连接器出现故障，系统就会停止运行。作为现代自动化的中坚力量，它们的作用必将继续增强。

自动化仍然是一个正确的术语，但需要先进、领先的技术，而不是过去的解决方案。自动化的未来在于灵活性、数据专业性、可靠性、基于技能的架构和普遍的连接性，这代表全电气时代的核心跨部门技术。