2000年倒计时
根据你的观点,2000年带来了基于计算机的混乱、未来社会、人类仁慈的进步或世界末日的图像。尽管有一些与计算机相关的故障,但2000年很可能为人类想象力的潜力提供了一个发射台。在过去的几年里,控制工程的大部分报道都集中在汽车关键问题上。
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根据你的观点,2000年带来了基于计算机的混乱、未来社会、人类仁慈的进步或世界末日的图像。
尽管有一些与计算机相关的故障,但2000年很可能为人类想象力的潜力提供了一个发射台。的大部分控制工程过去几年的报道集中在对下一个千年的自动化和控制至关重要的问题上。本期的相关主题包括Y2K补救工作(第二个封面故事)、优化工作和“回归基础”中的控制术语。
未来十年
未来10年的主要趋势如下:
持续向商业技术(如基于pc的硬件、软件和网络)的转变利用了规模经济,并允许自动化和控制供应商在特定的专业领域增加价值(另见控制工程在线附注:《过去2000年的机器控制》,作者加里·明切尔,高级编辑,在www.globalelove.com);
通过合作伙伴关系加强对提升核心竞争力的关注,为客户提供一站式购物的预集成系统,或与特定行业的集成商结合最佳应用程序的选择;
人为因素工程,致力于改善人与工具之间的关系,将人机界面推进到三个主要类别:更大更便宜的平板;可穿戴的“类眼镜”头戴装置,用于移动交互;以及更小的分布式网络显示器;
工厂、流程、报警和维护的集成促进了资产管理;计划外停机几乎消失;
更小、更快、更便宜、更好的产品开发仍在继续,但重点仍在转向解决问题,而不是最新、最好的小部件;
更多的模块化软件使用对象进行快速简单的升级;中间件和操作系统的主要升级变得更加无缝,保留现有数据、首选项、设置和其他智力投资;
优化和先进的控制工具变得广泛;
互联网技术增加了自动化和控制的通信和连接,并使电子商务成为可能;而且
制造执行系统(及其后继系统)有助于业务和控制系统的无缝连接。
在接下来的几年里,15英寸。平板人机界面看起来只有10英寸。现在的屏幕可以;出生只有18英寸高的小家伙。屏幕将变得普遍,而且是20英寸。屏幕需求将会增加。“在未来五年内,低成本的平板显示器将使CRT在工厂中过时,”安阿伯科技公司副总裁丹尼尔·本森(Daniel Benson)说。他补充说,包括无线安装、内部/内部网络在内的工厂网络的激增、对数字数据的渴望以及视频的有用性,将成为推动向固有的数字平板技术转变的额外驱动因素。
霍尼韦尔Hi-Spec解决方案公司(Honeywell Hi-Spec Solutions,亚利桑那州凤凰城)已经开始了眼戴式计算。Golden eye用于显著加快流程启动的移动性。
互联网持续发展。施耐德自动化公司1998年11月23日宣布,其基于网络的透明工厂“开放自动化框架”是建立在微软Windows分布式互联网应用程序(DNA)架构上的。DNA基于以太网、TCP/IP网络协议和常见的基于微软的技术,如基于com(通用对象模型)的OPC (OLE for Process Control)标准。施耐德自动化的营销副总裁Mark Fondl解释说,这些进步允许在Windows环境中无缝连接旧系统和新系统。
许多自动化和控制系统软件模块和软件包已经承担了制造执行系统软件的功能。许多还与业务系统相关联,以简化从流程到业务再返回的信息流。一个例子是Sequencia公司(Phoenix, Ariz.)和SAP公司(Walldorf, Germany),他们在1998年12月1日宣布了一个独特的“透明的、双向的补丁,用于SAP和工厂控制系统之间的生产订单”。(详见,www.globalelove.com)。改善连接将最终使层隐形。
10-20年后
10-20年内可能和实际的发展包括:
我们所熟知的电脑消失了;嵌入式智能完全融入日常生活和制造业;
电机和驱动器的小型化将运动技术和微机电系统应用到许多意想不到的地方;
“纸”成为一种可重复使用的人机界面,能够接收传输并更新其基于墨水的半导体,作为一种便携式、可更改的、具有视频功能的媒体重新站稳脚跟。麻省理工学院媒体实验室,剑桥,马萨诸塞州,www.mit.edu/research,正在开发这样一种电子纸;
软件推荐自己的改进,搜索全局网络,以获得基于对象的升级的最优组合,从而最大限度地提高流程效率。Richard morley是新罕布什尔州纳舒厄市www.barn.org PLC的发明者,他设想软件对象对用户免费,代码编写人员根据软件带来的网站访问者数量从网页所有者那里收取佣金;而且
制造商想办法利用自动化来减少对环境的影响,实现可持续的经济增长。
自动化和控制公司及其客户对下一个千年的最初几年的愿景明显相似。观看1999年的每一版控制工程看看早期的愿景与现实的匹配程度。
国际空间站的新千年合作与控制
你认为建立一个完整的制造和研究设施,包括控制和自动化硬件和软件很难吗?在轨道上试试,大多是用手,戴着宇航服的三倍厚的曲棍球手套。
当美国和俄罗斯宇航员开始连接国际空间站(ISS)的初始模块、组件、电子设备和其他系统时,他们就是这么做的。俄罗斯的“曙光号”于1998年11月20日在哈萨克斯坦发射升空,随后美国的“统一号”于12月4日由“奋进号”航天飞机送入太空。12月8日,ISS的两个单元通过至少24个引脚和40个电气连接连接在一起,开始了为期五年的建设周期。
就像国际空间站的发射、引导、建造和最终的实验室研究一样,它的控制和自动化系统也是美国、俄罗斯、欧洲、日本、加拿大和其他参与者合作的结果。例如,虽然俄罗斯在建造国际空间站所需的44次飞行的前6次中保持航天器的姿态和制导,但其余部分将是更多的共同责任。
百万行代码
波音公司(Boeing Co.)的首席空间站项目工程师克拉伦斯·霍华德(Clarence Howard)说,建造国际空间站将把大约100万行飞行代码送入轨道,远远超过以往任何时候的发射量。波音公司持有国际空间站为期8年,价值71亿美元的主要合同,该合同于1998年12月2日增加了1.634亿美元,用于增加工程支持和发射前测试。相比之下,国际空间站的地面飞行和模拟软件由大约200万到300万行代码组成。
“这将给国际空间站带来很大的灵活性,”霍华德先生说。“飞船上的指挥将由机组人员完成,或者在地面上使用基本上是现成的IBM笔记本电脑,运行基本上是NASA自主开发的软件。”
国际空间站的大部分机载计算将由46台具有386个处理器的多路复用解复用(MDM)计算机执行。霍华德说,虽然台式机的计算能力不如大多数地面台式机,但它们非常健壮、耐辐射,而且不像计算能力更强的电脑那样容易出现故障。
霍华德说,mdm将运行波音公司为空间站的美国组件开发的软件,以及霍尼韦尔公司为执行空间站基本功能而编写的代码。虽然欧洲模块将独立计算,但国际空间站的日本单元也将使用MDM计算机。俄罗斯已经为曙光号和其他模块的栅格模块开发了软件,驱动它们自己的控制、制导和推进功能。俄罗斯的系统拥有自己的20千瓦电力系统,还包括两台MDM计算机,因此它们可以与空间站的美国系统进行接口。
这保证了兼容性。事实上,mdm是建立在军方多年前开发的通用15-53总线架构之上的。所以,我们发现让电脑一起工作并不需要花很多时间,”霍华德先生说。“这也给我们带来了真正的好处,可以使用箱车方法将数据从一台计算机转移到空间站的另一台计算机。它还使开发人员更容易建立界面控制,甚至使移动像空间站这样大的车辆更容易。”
吉姆·蒙塔古,新闻编辑jmontague@cahners.com
国际空间站
参与国:美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和11个欧洲航天局成员国:比利时、丹麦、法国、德国、意大利、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士和英国
大小:356 × 290英尺;108.6 × 79.9米
质量:104万磅;455865公斤
成本:约630亿美元
预计完成:2004
实验室:六个
太阳能电池板面积:大约1英亩;4047米
电容量:110千瓦的平均水平;(足够为60个家庭供电)
轨道高度和倾角:250英里(407公里),与赤道51.6°,所有合作伙伴运载火箭均可到达;提供全球85%的观测和95%的地球人口的飞行
网站:
来源:NASA数据中的控制工程
超越自动化和控制
基于过去的根本性变化(如可移动字体、半导体和互联网),对未来的展望拓展了想象力,可能与未来的现实大相径庭。事态发展可能包括以下方面:
生物计算机智能的广泛制造和使用出现,改变了人们对机器人和生物生命的看法;
以太空为基础的制造、运输和殖民成熟,挑战以地球为基础的工业和经济进行重组和重新聚焦,也许是重建原始生态;
网络、通信和生物/智能的进步使主题、插件集体意识成为可能,允许知识和技术的超快速飞跃,同时重新定义想象力、创造力、社会和娱乐;而且
与更先进和更不先进的外星物种接触,导致了在文化保护与人类持续渴望获取和分享知识之间取得平衡的挑战。
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