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)

mtvh
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/9/2024: Tuổi Ngọ đang thu về tiền bạc, tuổi Dần gây xung đột

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/9/2024: Tuổi Ngọ đang thu về tiền bạc, tuổi Dần gây xung đột

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 9/9/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Trống bỏi - Món đồ chơi Trung thu đang đi vào quá vãng...

Trống bỏi - Món đồ chơi Trung thu đang đi vào quá vãng...

Trống bỏi từng là món đồ chơi Trung thu không thể thiếu trong ký ức của biết bao trẻ em miền Bắc… Thế nhưng, ngày hôm nay trên chính “quê hương” của món đồ chơi giản dị ấy, tại làng nghề Báo Đáp, xã Hồng Quang, huyện Nam Trực (tỉnh Nam Định) chỉ duy nhất ông Nguyễn Đức Hưởng còn tiếp nối và duy trì nghề làm trống.
Điểm mới trong chỉ tiêu xét kết quả thi tốt nghiệp THPT năm 2025 của Đại học Bách khoa Hà Nội

Điểm mới trong chỉ tiêu xét kết quả thi tốt nghiệp THPT năm 2025 của Đại học Bách khoa Hà Nội

Đại học Bách khoa Hà Nội sẽ có thay đổi trong việc tuyển sinh năm 2025 để phù hợp với thực tế.
Du lịch Net Zero - Kiến tạo tương lai: Cần có lộ trình cho các mục tiêu trung và dài hạn

Du lịch Net Zero - Kiến tạo tương lai: Cần có lộ trình cho các mục tiêu trung và dài hạn

Ngày 5/9/2024, nằm trong chuỗi hoạt động hội thảo chuyên đề tại Hội chợ Du lịch quốc Thành phố Hồ Chí Minh lần thứ 18 năm 2024 (ITE HCMC 2024), Bộ Văn hóa Thể thao và Du lịch đã chủ trì, phối hợp với UBND Thành phố Hồ Chí Minh tổ chức Diễn đàn Du lịch cấp cao “Chuyển đổi xanh, du lịch Net Zero - Kiến tạo tương lai”. Diễn đàn được tổ chức nhằm thảo luận và đề xuất các biện pháp tăng cường chuyển đổi xanh, thúc đẩy phát triển Net Zero cho cộng đồng doanh nghiệp du lịch Việt Nam.
Ra mắt dự án MEMETOON áp dụng công nghệ blockchain bảo vệ tác quyền đồ họa

Ra mắt dự án MEMETOON áp dụng công nghệ blockchain bảo vệ tác quyền đồ họa

Ngày 5/9, tại TP. Hồ Chí Minh đã ra mắt dự án MEMETOON do Công ty TNHH Clip K Studios, Công ty GOSU (Hàn Quốc) và Trường Đại học Tôn Đức Thắng (Việt Nam) cùng kết hợp để phát triển phần đồ họa tại Việt Nam.
Tự động hóa quản lý rủi ro của bên thứ ba trong chuỗi cung ứng

Tự động hóa quản lý rủi ro của bên thứ ba trong chuỗi cung ứng

Nhiều công ty đang ngày càng phụ thuộc vào các nhà cung cấp bên thứ ba để tối ưu hóa hoạt động và đáp ứng nhu cầu sản xuất. Tuy nhiên, điều này cũng làm tăng nguy cơ gặp phải các rủi ro an ninh mạng trong chuỗi cung ứng.
Gìn giữ nét đẹp văn hóa của đồng bào dân tộc thiểu số

Gìn giữ nét đẹp văn hóa của đồng bào dân tộc thiểu số

Dự án “Bảo tồn, phát huy giá trị văn hóa truyền thống tốt đẹp của các dân tộc thiểu số gắn với phát triển du lịch” thuộc Chương trình mục tiêu quốc gia phát triển kinh tế - xã hội vùng đồng bào dân tộc thiểu số (DTTS) và miền núi giai đoạn 2021 - 2030 được triển khai trên địa bàn tỉnh đã góp phần khôi phục nét đẹp văn hóa, lễ hội truyền thống của các dân tộc thiểu số, từng bước nâng cao đời sống tinh thần cho người dân.
NCSC cảnh báo về chiến dịch tấn công mạng có chủ đích nhằm tới Việt Nam

NCSC cảnh báo về chiến dịch tấn công mạng có chủ đích nhằm tới Việt Nam

Ngày 4/9, Cục An toàn thông tin cảnh báo về chiến dịch tấn công mạng có chủ đích mới, nghi ngờ liên quan đến nhóm APT 41, nhắm vào Việt Nam và các tổ chức chính phủ trong khu vực.
Nguồn hàng hoá dồi dào, giá cả ổn định phục vụ người dân chống bão

Nguồn hàng hoá dồi dào, giá cả ổn định phục vụ người dân chống bão

Theo ghi nhận thông tin nhanh từ hệ thống các siêu thị lớn tại Hải Phòng, Quang Ninh, Hà Nội, Thái Bình, Nam Định, Lạng Sơn, Bắc Kạn tính đến 9h sáng ngày hôm nay các hàng hóa thiết yếu như rau củ quả, thịt lợn, thịt gà, ... đầy ắp trên các quầy kệ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/9/2024: Tuổi Hợi "vận đỏ" về tiền, tuổi Mão cực kỳ suôn sẻ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/9/2024: Tuổi Hợi "vận đỏ" về tiền, tuổi Mão cực kỳ suôn sẻ

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 8/9/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...