Розроблення системи автоматизації з використанням мережевих технологій в кіберфізичному виробництві

Abstract

Мета роботи – розроблення системи автоматизації для кіберфізичного виробництва з використанням сучасних мережевих технологій з метою підвищення ефективності обміну даними, надійності та адаптивності виробничих процесів. Обʼєкт дослідження – процес функціонування кіберфізичного виробництва, у якому здійснюється взаємодія між фізичними та обчислювальними компонентами за допомогою мережевих технологій. Предмет дослідження – архітектура та принципи побудови системи автоматизації кіберфізичного виробництва, а також методи інтеграції дротових і бездротових мережевих технологій для забезпечення ефективної комунікації між елементами системи управління. У першому розділі було lосліджено поняття та завдання автоматизації кіберфізичних систем, проведено аналіз дротових та бездротових технологій у сучасних системах автоматизації. Було визначено вимоги до системи, які сформовано у групи, із використанням яких у наступних розділах було обрано архітектурний підхід до побудови системи автоматизації. У другому розділі було проаналізовано чинні архітектурні підходи та стандарти проєктування систем автоматизації у кіберфізичному виробництві. Було визначено критерії оцінювання на підставі вимог до системи автоматизації. Із використанням критеріїв та методу аналізу ієрархій було визначено, який саме архітектурний підхід доцільно обрати для проєктування. У третьому розділі було розроблено структурну схему системи автоматизації кіберфізичного виробництва, побудовану згідно зі стандартом ISA-95 , який визначає ієрархічну модель управління виробничими процесами. У схемі показано взаємозв’язки між рівнями системи – від фізичних пристроїв до корпоративного управління – та визначено, на яких рівнях доцільно впроваджувати відповідні мережеві технології. Також було розроблено програмну реалізацію обміну повідомленнями з використанням MQTT-протоколу, відповідно до обраного архітектурного підходу. У четвертому розділі надано загальну характеристику пропонованої системи та надано експертну оцінку, у порівнянні з чинними системами автоматизації та досліджено питання охорони праці. Результати досліджень оформлено у вигляді пояснювальної записки кваліфікаційної роботи відповідно до вимог [1-2] згідно з вказівками до підготовки та захисту роботи [3].