acecook

Tác động của các công nghệ mới đối với kiến trúc hệ thống tự động hóa và số hóa

Tự động hóa công nghiệp
02/09/2023 17:32
Bất chấp những tiến bộ trong công nghệ viễn thông và máy tính, kiến trúc tự động hóa không thay đổi nhiều. Trong khi nhiều thành phần đã được cải tiến, kiến trúc cơ bản của chúng phần lớn vẫn giữ nguyên.
aa

Sự phát triển của viễn thông kỹ thuật số đã diễn ra nhanh chóng trong vài năm qua và đang cung cấp khả năng liên lạc gần như với thời gian thực.

tac dong cua cac cong nghe moi doi voi kien truc he thong tu dong hoa va so hoa

Truyền thông kỹ thuật số đã bùng nổ trong vài thập kỷ qua và xu hướng này sẽ tiếp tục khi những tiến bộ về phần cứng và phần mềm tiếp tục diễn ra.

Học máy (ML), học sâu, mật mã học và các thuật toán nâng cao khác có thể được triển khai trên rất nhiều thiết bị và được coi là tiêu chuẩn chung. Nhưng điều đó cũng sẽ kéo theo các thách thức.

Thách thức công nghệ số

Trong khi công nghệ kỹ thuật số bùng nổ, những thách thức mới cũng được hình thành. Mọi người được kết nối nhiều hơn và yêu cầu nhiều thông tin hơn được cung cấp trong thời gian thực. Các doanh nghiệp tiến hành phân tích, thị trường biến đổi rất nhanh và quyết định kinh doanh trong tích tắc phải được đưa ra. Có một mối quan hệ rất chặt chẽ giữa sự phát triển công nghệ và những thách thức sắp tới.

Thế giới tự động hóa đã và đang tận dụng lợi thế của những bùng nổ công nghệ này. Chúng tôi thấy các thiết bị phức tạp hơn, công cụ không dây thông minh, bộ điều khiển logic có thể lập trình mạnh mẽ (PLC), hệ thống tính toán, xử lý dữ liệu nguồn (edge computing), hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) và hệ thống điều khiển phân tán (DCS) và bộ lưu trữ (historians), chạy trong các máy chủ khổng lồ hoặc trong môi trường điện toán đám mây, phục vụ người dùng trên các thiết bị điện tử.

Bất chấp những tiến bộ trong công nghệ viễn thông và máy tính, kiến ​​trúc tự động hóa không thay đổi nhiều. Trong khi nhiều thành phần đã được cải tiến, kiến ​​trúc cơ bản của chúng phần lớn vẫn giữ nguyên.

Sáu mô hình kiến ​​trúc

Kiến trúc tự động hóa cổ điển không theo kịp những thách thức mới mà ngành đang phải đối mặt.

Dưới đây là một số mô hình kiến ​​trúc hệ thống đã thành công trong các kiến ​​trúc tính toán khác nhưng đã bị bỏ qua trong thế giới tự động hóa.

1. Kiến trúc phẳng

Ngay cả khi các hệ thống tự động hóa mới hiện đang sử dụng công nghệ cập nhật thì công nghệ của chúng vẫn còn quá phức tạp và nhiều thao tác. Thiết bị hiện trường, kết nối thông qua cơ sở hạ tầng viễn thông đến SCADA/DCS sau đó kết nối với quá nhiều hệ thống thông tin gây ra vấn đề do có quá nhiều thao tác và sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu (Hình 1). Kiến trúc mới phải phẳng hơn, với ít lớp cơ sở dữ liệu hơn và ít giao diện hơn giữa các cấp độ. Toàn bộ hệ thống phải dựa trên một nền tảng kỹ thuật số thống nhất bao gồm hầu hết các chức năng trong ít lớp hơn (Hình 2). Nền tảng kỹ thuật số này cũng phải đủ linh hoạt để tận dụng tối đa các công cụ, thiết bị tự động hóa và hệ thống hiện có.

tac dong cua cac cong nghe moi doi voi kien truc he thong tu dong hoa va so hoa
Hình 1 : Các thiết bị hiện trường gây ra vấn đề do giao diện người dùng đa dạng, nhiều giao diện giữa các lớp và sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu. Ảnh Sensia

2. Tính sẵn sàng cao và khả năng chống lỗi

Một số hệ thống tự động hóa vẫn áp dụng chế độ dự phòng cổ điển. Về cơ bản, người dùng mua hai hệ thống chỉ để sử dụng một hệ thống, đề phòng trường hợp hệ thống đang chạy bị lỗi. Kiến trúc tự động hóa có thể cải thiện bằng cách tích hợp các hệ thống chống lỗi mới, tự động điều chỉnh trong trường hợp một trong các thành phần phần cứng bị lỗi, với thời gian chuyển đổi tối thiểu hoặc không có.

3. Tính linh hoạt

Trong một tập đoàn, các kịch bản hoạt động và kinh doanh có thể đột ngột thay đổi và kiến ​​trúc tự động hóa phải nhanh chóng thích ứng với những thay đổi đó. Kiến trúc truyền thống là cứng nhắc, khó thay đổi. Kiến trúc mới phải nhanh chóng mở rộng khi hoạt động kinh doanh mở rộng hoặc thu hẹp nếu hoạt động kinh doanh yêu cầu. Nó phải có tính linh hoạt để nhanh chóng mở rộng hoặc thu nhỏ quy mô trong vòng vài phút và không làm mất đi tính khả thi.

4. Bảo mật ngay từ đầu

An ninh mạng không được coi là một phần của kiến ​​trúc hệ thống tự động hóa cổ điển. Kiến trúc tự động hóa phải kết hợp các cơ chế an ninh mạng ngay từ khi hình thành, áp dụng các chiến lược an ninh mạng như cách tiếp cận kiến ​​trúc không tin cậy (ZTA) từ giai đoạn thiết kế ban đầu. Ngày nay, các cuộc tấn công mạng tiềm ẩn nhằm vào các hệ thống tự động hóa đang kiểm soát các tài sản quan trọng là một mối nguy hiểm rõ ràng cần phải được giải quyết đúng cách bởi các kiến ​​trúc mới.

5. Duy nhất một điểm cấu hình

Trong thực tế hiện tại, giống như trong Hình 1, khi chúng ta thêm một thiết bị mới hoặc thực hiện điều chỉnh, chúng ta phải thực hiện việc này trên từng tầng riêng biệt để đảm bảo hệ thống không bị ảnh hưởng. Các kiến trúc mới cần phải sử dụng nguyên tắc “cấu hình một lần”. Khi chúng ta cài đặt một thiết bị mới hoặc thực hiện điều chỉnh của nó, các thay đổi cần phải tự động triển khai trên toàn hệ thống.

6. Kiến trúc ngày càng thông minh

Các thiết bị kết nối đầu cuối từ xa (RTU) “ngu ngốc” hoặc PLC có chức năng giới hạn đã là một phần của quá khứ. Việc xử lý dữ liệu, phân tích, xử lý thông minh, học máy (ML) và trí tuệ nhân tạo (AI) phải được thực hiện càng sát với quy trình càng tốt.

tac dong cua cac cong nghe moi doi voi kien truc he thong tu dong hoa va so hoa
Hình 2 : Toàn bộ hệ thống nên dựa trên một nền tảng kỹ thuật số thống nhất, bao gồm hầu hết các chức năng trong ít lớp hơn và linh hoạt hơn. Ảnh: Sensia

Mặc dù đây là một trong những mô hình chính phải được áp dụng bởi các kiến ​​trúc hệ thống tự động hóa và số hóa mới, nhưng còn nhiều mô hình khác sẽ giúp các nhà thiết kế và xây dựng hệ thống giải quyết tốt nhất những thách thức thực tế và sắp diễn ra.

Các mô hình thiết kế hệ thống tự động hóa đã thay đổi. Công nghệ mới được phổ biến rộng rãi nhưng cũng kéo theo những thách thức mới.

Xu hướng này phải khiến mọi người nghĩ về những cách mới để xây dựng các hệ thống và giải pháp tự động hóa. Thách thức cuối cùng là thiết kế, phát triển, thực hiện và triển khai các hệ thống tự động hóa dựa trên các mô hình mới này. Điều này sẽ giúp giải quyết các thách thức trong hoạt động của ngành với tỉ suất lợi nhuận (ROI) tốt hơn.

Cường Việt (theo: https://rgl.one/DUDcL)

mca
Tin bài khác
Thiết bị đeo “cầu nối" người và máy giúp ngành sản xuất vượt khủng hoảng lao động

Thiết bị đeo “cầu nối" người và máy giúp ngành sản xuất vượt khủng hoảng lao động

Năm 2025 khép lại với nhiều biến động làm rung chuyển ngành sản xuất Mỹ: suy thoái, bất ổn thương mại và chi phí leo thang. Báo cáo Triển vọng ngành sản xuất 2026 của Deloitte dự đoán sự bất định này sẽ tiếp tục kéo dài. Tuy nhiên, nỗi lo lớn nhất của các lãnh đạo nhà máy không chỉ là chính sách hay thị trường, mà là bài toán nhân lực.
Quản lý rủi ro trong tài trợ và thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ

Quản lý rủi ro trong tài trợ và thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ

Từ việc phân loại rủi ro theo tính mới, độ phức tạp và khả năng kiểm chứng, đến giám sát nhiệm vụ khoa học và công nghệ theo vòng đời dự án, cơ chế này sẽ giúp bảo vệ được ngân sách, bảo vệ nhà khoa học và mở đường cho những đột phá mà xã hội kỳ vọng.
Thị trường chứng khoán ngày 27/11: Chưa thể thách thức mốc 1.700 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 27/11: Chưa thể thách thức mốc 1.700 điểm

Sau khi tiến về vùng 1.700 điểm, VN Index bất ngờ hạ nhiệt mạnh vào buổi chiều, tạo tín hiệu suy yếu trước vùng cản mạnh. Dòng tiền thận trọng, thị trường phân hóa có thể báo hiệu một nhịp điều chỉnh nhẹ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/11/2025: Tuổi Sửu điềm báo thị phi, tuổi Ngọ khởi sắc hơn hẳn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/11/2025: Tuổi Sửu điềm báo thị phi, tuổi Ngọ khởi sắc hơn hẳn

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 28/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Siemens tổ chức hội thảo trực tuyến về an ninh mạng cho hệ thống vận hành và hạ tầng trọng yếu

Siemens tổ chức hội thảo trực tuyến về an ninh mạng cho hệ thống vận hành và hạ tầng trọng yếu

Hội thảo trực tuyến “Giải pháp an ninh mạng cho hệ thống vận hành và cơ sở hạ tầng trọng yếu” do Siemens tổ chức ngày 17/12 sẽ giới thiệu chiến lược “Phòng thủ nhiều lớp”, một phương pháp bảo mật toàn diện đang được nhiều doanh nghiệp công nghiệp áp dụng.
TeamViewer ứng dụng công nghệ VR, tăng tốc thử nghiệm và phát triển cho Đội đua Mercedes-AMG PETRONAS F1

TeamViewer ứng dụng công nghệ VR, tăng tốc thử nghiệm và phát triển cho Đội đua Mercedes-AMG PETRONAS F1

Ngày 26/11, TeamViewer - nhà cung cấp giải pháp môi trường làm việc số hàng đầu thế giới cho biết đang hỗ trợ nâng cao hiệu quả thử nghiệm và phát triển (Test & Development) cho Đội đua Công thức 1 Mercedes-AMG PETRONAS thông qua công nghệ thực tế tăng cường (Augmented Reality - AR).
Liên hiệp hội và các cơ quan báo chí trong hệ thống luôn đồng hành bền chặt dù bối cảnh có thay đổi

Liên hiệp hội và các cơ quan báo chí trong hệ thống luôn đồng hành bền chặt dù bối cảnh có thay đổi

Ngày 27/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp hội Việt Nam) tổ chức Hội thảo “Vai trò của báo chí trong việc xây dựng và phát triển Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam”.
Thị trường các-bon rừng sau COP30: Xu hướng toàn cầu và định hướng của Việt Nam

Thị trường các-bon rừng sau COP30: Xu hướng toàn cầu và định hướng của Việt Nam

Tại tọa đàm quốc tế về thị trường các-bon diễn ra ngày 26/11, các chuyên gia đánh giá thị trường các-bon rừng đang có những chuyển dịch mạnh sau COP30, với nhu cầu và tiêu chuẩn chất lượng đều tăng cao. Việt Nam hiện đẩy nhanh xây dựng khung pháp lý và điều kiện kỹ thuật để chủ động tham gia thị trường trong nước và toàn cầu.
Bộ KH và CN ra mắt hệ thống quản lý nhiệm vụ khoa học, công nghệ theo thời gian thực

Bộ KH và CN ra mắt hệ thống quản lý nhiệm vụ khoa học, công nghệ theo thời gian thực

Sáng 27/11, Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) tổ chức Lễ công bố khai trương hệ thống quản lý trực tuyến các nhiệm vụ khoa học và công nghệ (KH&CN) theo thời gian thực, đồng thời thực hiện ký Hợp đồng điện tử cho các đề tài nghiên cứu cơ bản (NCCB) và nghiên cứu ứng dụng (NCƯD) đã được phê duyệt.
Kinh nghiệm và lợi ích nhận được của một số doanh nghiệp Việt trong hành trình thực hiện ESG và CBAM

Kinh nghiệm và lợi ích nhận được của một số doanh nghiệp Việt trong hành trình thực hiện ESG và CBAM

Việc cam kết và thực thi ESG ở các doanh nghiệp Việt Nam tuy còn chưa đồng đều, nhưng hầu hết các doanh nghiệp đều hiểu ESG là điều cần làm và phải làm. Nếu muốn phát triển, hội nhập và có lợi nhuận dài hạn thì việc thực hiện ESG càng phải cấp thiết, đồng bộ, nghiêm ngặt, song song với các chiến lược phát triển, sản xuất, đầu tư công nghệ, mở rộng thị trường của doanh nghiệp.