Systemy Cyber-fizyczne

Systemy Cyber-fizyczne  realizują ścisłą integracje warstwy obliczeń i procesów fizycznych. Najczęściej występują w formie systemów wbudowanych oraz sieci monitorowania i kontrolowania procesów fizycznych, działających w pętli sprzężenia zwrotnego, gdzie procesy fizyczne są źródłem danych dla obliczenia sygnału sterującego obiektami[1].

Systemy cyber-fizyczne są utożsamiane z manifestacją czwartej rewolucji przemysłowej jaka ma miejsce w czasach współczesnych[2]. Tym samym jest także fizyczna możliwość zastosowania technologii Internetu rzeczy, tam gdzie konieczne jest wykorzystanie sygnałów z czujników i urządzeń pomiarowych rozmieszczonych w halach produkcyjnych.

Stąd w literaturze[3] pojawia się rosnąca ilość publikacji, która zwraca uwagę na te pojęcia i proponuje nowe innowacyjne rozwiązania. Co więcej, zaznacza się, że o ile rozwiązania CIM są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym i stoczniowym, to rozwiązania te oferują przedsiębiorstwom metodologię pionowej integracji systemów informatycznych na różnych poziomach zarządzania przedsiębiorstwem.

W takim systemie, automatyzacja produkcji jest realizowana z zastosowaniem systemów wbudowanych, które są ze sobą połączone na poziomie urządzenia, tworząc lokalnie sieciowy system wbudowany. Dodaje się, że taki układ wbudowany w sieć rozwiązuje niektóre z typowych problemów w konwencjonalnych systemach produkcyjnych jak np. przestoje. Niemniej jednak, jest to system zamknięty, a jego funkcje są rozmieszczone w strukturze hierarchicznej, przez co jest mniej elastyczny w kontaktach z dynamicznymi zmianami zewnętrznymi.  Z tego powodu, w tradycyjnym środowisku produkcyjnym, gdzie są systemy robotyczne, kontrola procesów i automatyki przemysłowej staje się  powszechna. CPS może wspierać zarówno integrację pionową jak i integrację poziomą systemów IT, która integruje cały łańcuch dostaw, lub nawet wszystkie gałęzie danego przemysłu. Tym samym daje szeroką perspektywę rozwiązań w zakresie systemów wytarzania – integracji dwuwymiarowej, zarówno w zakresie integracji pionowej jak i poziomej. Rozwiązania te mogą być sposobem do poprawy wewnętrznej organizacji a przez to uzyskania przewagi konkurencyjnej.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyber-physical_system#/media/File:CPS_for_Manufacturing.png

---

[1] Lee E., Cyber Physical Systems: Design Challenges, Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkele, Styczeń 2008

[2] Lee J., Bagheri B., Kao H., A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems, Manufacturing Letters, Volume 3, Styczeń 2015, Strony 18-23

[3] Chen Yang, Weiming Shen, Tingyu Lin, Xianbin Wang, IoT-enabled dynamic service selection across multiple manufacturing clouds, Manufacturing Letters, Volume 7, Styczeń 2016, Strony 22-25,

Chunyang Yu, Xun Xu, Yuqian Lu, Computer-Integrated Manufacturing, Cyber-Physical Systems and Cloud Manufacturing – Concepts and relationships, Manufacturing Letters, Volume 6, Październik 2015, Strony 5-9,

Dawei Sun, Guangyan Zhang, Songlin Yang, Weimin Zheng, Samee U. Khan, Keqin Li, Re-Stream: Real-time and energy-efficient resource scheduling in big data stream computing environments, Information Sciences, Volume 319, 20 October 2015, Strony 92-112,

László Monostori, Cyber-physical Production Systems: Roots, Expectations and R&D Challenges, Procedia CIRP, Volume 17, 2014, Strony 9-13,

Matthias M. Herterich, Falk Uebernickel, Walter Brenner, The Impact of Cyber-physical Systems on Industrial Services in Manufacturing, Procedia CIRP, Volume 30, 2015, Strony 323-328, ISSN 2212-8271,

Matthias M. Herterich, Falk Uebernickel, Walter Brenner, The Impact of Cyber-physical Systems on Industrial Services in Manufacturing, Procedia CIRP, Volume 30, 2015, Strony 323-328, ISSN 2212-8271,

Pingyu Jiang, Kai Ding, Jiewu Leng, Towards a cyber-physical-social-connected and service-oriented manufacturing paradigm: Social Manufacturing, Manufacturing Letters, Volume 7, January 2016, Strony 15-21,

Shibily Joseph, Jasmin E.A., Soumya Chandran, Stream Computing: Opportunities and Challenges in Smart Grid, Procedia Technology, Volume 21, 2015, Strony 49-53,

Yaxiao Liu, Weidong Liu, Jiaxing Song, Huan He, An empirical study on implementing highly reliable stream computing systems with private cloud, Ad Hoc Networks, Volume 35, Grudzień 2015, Strony 37-50.