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
ChatGPT-5.2 và Gemini 3: Trận chiến hiệu năng chưa có hồi kết

ChatGPT-5.2 và Gemini 3: Trận chiến hiệu năng chưa có hồi kết

Cuộc đua trí tuệ nhân tạo toàn cầu lại nóng lên khi OpenAI tung ra GPT-5.2, mô hình mới được xem như “nước cờ quyết liệt” nhằm chặn đà bứt tốc của Gemini 3 do Google phát triển. Hai ông lớn công nghệ lại một lần nữa bước vào màn so kè gay gắt khi kẻ trước vừa ra mắt, người sau lập tức đáp trả.
“Truyện Kiều” trở lại với diện mạo mới nhân kỷ niệm 260 năm ngày sinh Nguyễn Du

“Truyện Kiều” trở lại với diện mạo mới nhân kỷ niệm 260 năm ngày sinh Nguyễn Du

Nhân kỷ niệm 260 năm ngày sinh và 205 năm ngày mất của đại thi hào Nguyễn Du, Nhà Xuất bản Kim Đồng giới thiệu ấn bản Truyện Kiều mới với hơn 40 tranh minh họa của họa sĩ Nguyễn Công Hoan. Tác phẩm mang tới một diện mạo trẻ trung nhưng thấm đẫm tinh thần cổ điển, góp phần đưa kiệt tác văn học trung đại đến gần hơn với độc giả hôm nay.
TECHFEST Việt Nam 2025: Thủ tướng kêu gọi đột phá, dám chấp nhận rủi ro

TECHFEST Việt Nam 2025: Thủ tướng kêu gọi đột phá, dám chấp nhận rủi ro

Tối 13/12/2025, tại không gian phố đi bộ Hồ Hoàn Kiếm, Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp với UBND TP Hà Nội tổ chức Lễ khai mạc Ngày hội Khởi nghiệp sáng tạo quốc gia 2025 (TECHFEST Việt Nam 2025) với chủ đề “Khởi nghiệp sáng tạo toàn dân - Động lực tăng trưởng mới”. Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính tới dự và phát biểu chỉ đạo.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/11/2025: Tuổi Tuất thành tích tốt, tuổi Tý cần cẩn thận

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/11/2025: Tuổi Tuất thành tích tốt, tuổi Tý cần cẩn thận

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 15/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
[E-Magazine] 5G - Làn sóng kết nối định hình tương lai số

[E-Magazine] 5G - Làn sóng kết nối định hình tương lai số

Giữa thời đại mà từng nhịp vận hành của xã hội đều được đo bằng dữ liệu, 5G xuất hiện không chỉ như bước tiếp theo của viễn thông, mà như hạ tầng cốt lõi mở đường cho một nền kinh tế vận hành bằng tốc độ và trí tuệ. Tốc độ vượt trội, độ trễ gần bằng không và khả năng kết nối hàng tỉ thiết bị đã khiến 5G trở thành tâm điểm của kỷ nguyên số, nơi công nghệ thật sự chạm vào đời sống.
Bộ mã hóa quay siêu nhỏ Netzer VLP-13: Chuẩn mới cho cảm biến vị trí trong hệ thống chuyển động nhỏ gọn

Bộ mã hóa quay siêu nhỏ Netzer VLP-13: Chuẩn mới cho cảm biến vị trí trong hệ thống chuyển động nhỏ gọn

Electromate vừa công bố bổ sung Netzer Precision VLP-13, bộ mã hóa quay tuyệt đối siêu nhỏ, vào danh mục sản phẩm điều khiển chuyển động của mình. Đây được xem là bước tiến quan trọng trong bối cảnh nhu cầu thu nhỏ hệ thống cơ điện tử ngày càng tăng trong robot, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và tự động hóa công nghiệp.
Kết nối trí tuệ Việt Nam với thế giới: AI và dữ liệu quốc gia dẫn dắt hệ sinh thái startup

Kết nối trí tuệ Việt Nam với thế giới: AI và dữ liệu quốc gia dẫn dắt hệ sinh thái startup

Chiều 12/12, tại Hà Nội, Hội thảo quốc tế “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng Cơ sở dữ liệu khởi nghiệp quốc gia” đã diễn ra trong khuôn khổ TECHFEST 2025. Sự kiện quy tụ lãnh đạo Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), các chuyên gia quốc tế, đại diện quỹ đầu tư, trường đại học, viện nghiên cứu cùng đông đảo cộng đồng startup Việt Nam.
Ý tưởng nuôi cấy mô dừa, tối ưu sạc EV và chuyển đổi số doanh nghiệp dẫn đầu TECHFEST 2025

Ý tưởng nuôi cấy mô dừa, tối ưu sạc EV và chuyển đổi số doanh nghiệp dẫn đầu TECHFEST 2025

Trong khuôn khổ Ngày hội Khởi nghiệp Đổi mới Sáng tạo Quốc gia - TECHFEST Việt Nam, Chung kết Cuộc thi Tìm kiếm Tài năng Khởi nghiệp Đổi mới Sáng tạo Quốc gia 2025 diễn ra tối ngày 12/12 tại Quảng trường Đông Kinh Nghĩa Thục (Hà Nội), quy tụ 10 đội xuất sắc được tuyển chọn từ hàng trăm hồ sơ trong và ngoài nước.
Tiêu chí lựa chọn tổ chức được nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt

Tiêu chí lựa chọn tổ chức được nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt

Tiêu chí lựa chọn tổ chức, doanh nghiệp Việt Nam được giao nhiệm vụ hoặc được đặt hàng nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt vừa được quy định chi tiết tại Nghị định số 319/2025/NĐ-CP của Chính phủ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/12/2025: Tuổi Dậu tiến triển khá rõ, tuổi Tuất xảy ra tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/12/2025: Tuổi Dậu tiến triển khá rõ, tuổi Tuất xảy ra tranh cãi

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 14/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri