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)

tan-hoang-minh
Tin bài khác
Trí tuệ nhân tạo trở thành động lực tăng trưởng chính cho thị giác máy tính

Trí tuệ nhân tạo trở thành động lực tăng trưởng chính cho thị giác máy tính

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang nhanh chóng trở thành động lực quan trọng thúc đẩy thị trường thị giác máy tính, không chỉ nhờ khả năng nâng cao độ chính xác kiểm tra mà còn bởi nó đang thay đổi cách các hệ thống được phát triển, triển khai và vận hành.
Công nghiệp hỗ trợ trước yêu cầu mới: Không chỉ cần chính sách, doanh nghiệp phải cùng nâng cấp

Công nghiệp hỗ trợ trước yêu cầu mới: Không chỉ cần chính sách, doanh nghiệp phải cùng nâng cấp

Nghị quyết 57-NQ/TW đang mở ra kỳ vọng mới cho doanh nghiệp khoa học, công nghệ và công nghiệp hỗ trợ, từ phát triển sản phẩm công nghệ cao, thử nghiệm công nghệ đến mở rộng thị trường.
Nhận định phiên giao dịch ngày 20/8: Duy trì tỷ trọng danh mục ở mức trung bình

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/8: Duy trì tỷ trọng danh mục ở mức trung bình

Thị trường chứng khoán phiên 19/8 tiếp tục giằng co với áp lực bán gia tăng, đặc biệt tại nhóm bất động sản và các cổ phiếu vốn hóa lớn. Trong bối cảnh xu hướng ngắn hạn chưa rõ ràng, các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư duy trì tỷ trọng danh mục ở mức trung bình và hạn chế gia tăng vị thế khi tín hiệu xác nhận xu hướng chưa xuất hiện.
Quản lý tài sản mã hóa trong kỷ nguyên kinh tế số và một số định hướng chính sách tại Việt Nam

Quản lý tài sản mã hóa trong kỷ nguyên kinh tế số và một số định hướng chính sách tại Việt Nam

Trong kỷ nguyên kinh tế số, sự bùng nổ của công nghệ sổ cái phân tán (DLT) đã hình thành nên một loại tài sản mới: tài sản mã hóa (Crypto Assets).
AI bước sang chương mới, hơn 1.000 lãnh đạo cùng tìm lời giải

AI bước sang chương mới, hơn 1.000 lãnh đạo cùng tìm lời giải

Sau nhiều năm tập trung vào tiềm năng của trí tuệ nhân tạo (AI), câu hỏi mà doanh nghiệp đang quan tâm không còn là “AI có thể làm gì?” mà là “Làm thế nào để triển khai AI hiệu quả và tạo ra giá trị thực?”
Omoda & Jaecoo Tân Phú chính thức khai trương đại lý 3S tại TP.Hồ Chí Minh

Omoda & Jaecoo Tân Phú chính thức khai trương đại lý 3S tại TP.Hồ Chí Minh

Nhằm tiếp tục mở rộng mạng lưới phân phối tại những thị trường ô tô năng động nhất cả nước, sáng ngày 19/8/2026, tại 38 Chế Lan Viên, phường Tây Thạnh, TP.Hồ Chí Minh, Omoda & Jaecoo Việt Nam đã chính thức khai trương đưa vào hoạt động đại lý phân phối Omoda & Jaecoo Tân Phú.
Thị trường chứng khoán ngày 19/8: 220 mã giảm giá, VN Index tiếp tục trạng thái giằng co

Thị trường chứng khoán ngày 19/8: 220 mã giảm giá, VN Index tiếp tục trạng thái giằng co

VN Index chỉ mất hơn 5 điểm nhưng phía sau đó là 220 cổ phiếu giảm giá và một phiên bán ròng mạnh của khối ngoại. Khi thanh khoản tiếp tục ở mức thấp, thị trường đang bước vào giai đoạn thử thách sự kiên nhẫn của nhà đầu tư.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/8/2026: Tuổi Ngọ vận trình khởi sắc, tuổi Thân cần thận trọng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/8/2026: Tuổi Ngọ vận trình khởi sắc, tuổi Thân cần thận trọng

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 20/8/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
CHINT giới thiệu hệ sinh thái giải pháp lưới điện thông minh, mở rộng hợp tác kỹ thuật với EVNNPC

CHINT giới thiệu hệ sinh thái giải pháp lưới điện thông minh, mở rộng hợp tác kỹ thuật với EVNNPC

Từ thiết bị điện thông minh đến nền tảng số hóa vận hành, CHINT đang phát triển một hệ sinh thái giải pháp hướng tới tự động hóa, kết nối dữ liệu và nâng cao khả năng giám sát, điều khiển lưới điện. Đây cũng là những nội dung trọng tâm được CHINT giới thiệu tại Hội thảo kỹ thuật “Giải pháp lưới điện thông minh của CHINT” được tổ chức mới đây cùng Tổng Công ty Điện lực miền Bắc (EVNNPC).
Đại học Nam Cần Thơ thành lập Viện Nghiên cứu Robot và Trí tuệ nhân tạo

Đại học Nam Cần Thơ thành lập Viện Nghiên cứu Robot và Trí tuệ nhân tạo

Trường Đại học Nam Cần Thơ thành lập Viện Nghiên cứu Robot và Trí tuệ nhân tạo DNC, hướng tới xây dựng trung tâm đào tạo, nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ và từng bước tự chủ chế tạo robot tích hợp AI, với tỷ lệ nội địa hóa trên 60% vào năm 2029.