Kiberfizik tizimlar

6.2. Kiber-fizik tizimlar
2006 yilda AQSh Milliy Ilmiy Jamg'armasi qurilgan va gibrid tizimlar bo'yicha direktori Xelen Gill tabiiy ob'ektlar, sun'iy quyi tizimlar va kontrollerlar majmualarini tavsiflash uchun "kiber-fizik tizimlar" atamasini kiritdi. Sanoat ishlab chiqarishini modernizatsiya qilishning eng muhim muammosi aynan shu tizimlar bilan bog'liqdir.
AQShning Standartlar va texnologiyalar instituti tomonidan belgilab qo'yilganidek,
Kiber-fizik tizimlar (CPS) - bu haqiqiy dunyo holatidagi o'zgarishlarni sezish uchun o'zaro ta'sir o'tkazadigan hisoblash va samarali integratsiyalashgan jismoniy komponentlarni o'z ichiga olgan aqlli tizimlardir. Kiber-fizik tizimlarga robotlar, aqlli binolar, tibbiy implantatlar, o'zini o'zi boshqaradigan mashinalar va uchuvchisiz samolyotlar kiradi.
CPSning mohiyati shundaki, ular real ishlab chiqarish jarayonlarini yoki real vaqt rejimida doimiy boshqarishni amaliy amalga oshirishni talab qiladigan boshqa jarayonlarni (masalan, elektr energiyasining uzatilishi va taqsimlanishini boshqarish) dasturiy elektron tizimlar bilan bog'laydi (6.3-rasm).
CFS paydo bo'lishining texnik shartlari:
- protsessorlarga ega va ma'lumotlarni saqlashga mo'ljallangan qurilmalar sonining tez o'sishi: barcha kengaytirilgan texnik infratuzilmalarda ishlaydigan sensorli tarmoqlar; tibbiy asbob-uskunalar; aqlli uylar va boshqalar;
- integratsiya, bu sizga alohida tarkibiy qismlarni katta tizimlarga birlashtirish orqali eng katta ta'sirga erishishga imkon beradi: buyumlar interneti, aqlli yashash muhiti, kelajak mudofaa tizimlari.
CFS asosida ishlab chiqarish tizimlari o'z-o'zini diagnostika qilishga va o'z-o'zini tiklashga qodir, bu natijada ishlab chiqarishning moslashuvchanligi va individualizatsiyasini oshiradi.

6.3-rasm. Kiberfizik tizimlar
CFSning joriy etilishi kam xarajatli va shunga mos ravishda arzonlashtirilgan narxlarda sifatli tovarlarni olishning yanada samarali, moslashuvchan va tezkor usullarini yaratishga imkon beradi, bu esa iqtisodiyotning o'sishini, malakali ish o'rinlarini ta'minlaydi va pirovardida kompaniyalar va mintaqalarning raqobatbardoshligini o'zgartiradi.
Sanoat ishlab chiqarishida CFSdan foydalanishga misol sifatida Toledodagi "Chrysler" korporatsiyasining zavodi keltirilgan. Bu erda har kuni 700 dan ortiq Jeep Wrangler tanasi (kuzov) ishlab chiqariladi. Ushbu ishlab chiqarish jarayoniga Germaniyaning 259 ta KUKA robotlari jalb qilingan, ular 60 ming boshqa qurilmalar va mashinalar bilan "aloqa" qiladilar. Ma'lumot almashish va saqlash bulutli texnologiyalar yordamida tashkil etilgan. Zamonaviy kompyuterlashtirilgan echimlar individual buyurtmalar asosida ommaviy sanoat ishlab chiqarish samaradorligi va moslashuvchanligini sezilarli darajada oshirdi.
Avstraliyada Rio-Tinto (dunyoda ikkinchi o'rinda) ko'p millatli tog'-kon metallari korporatsiyasining temir-ma'dan konlari o'z-o'zini boshqaradigan yuk mashinalari va burg'ulash uskunalari ishlaydi, ular inson omilini talab qilmaydi.
Kiber-fizik tizimlarning ko'payishi nafaqat sanoatdagi ishlab chiqarish jarayonlarining o'zgarishiga, balki umuman biznes-jarayonlarning va iqtisodiy sub'ektlarning o'zaro aloqalarining o'zgarishiga olib keladi.
CFS har bir mahsulotni real vaqt rejimida boshqariladigan ishlab chiqarish zanjirining turli bosqichlarida modifikatsiyalash bilan individual xaridor uchun yaratilishi mumkin bo'lgan moslashtirilgan ishlab chiqarishni rivojlantirmoqda. Bu iste'molchilarni faqatgina yakuniy mahsulotni iste'mol qilishdan ishlab chiqaruvchilar bilan birgalikda mahsulotni yaratishda ishtirok etishga olib keldi. O'z navbatida, ishlab chiqaruvchilar endi ishlab chiqarish hajmi va miqyosi tejamkorligini oshirishga emas, balki doimiy ravishda yangi mahsulotlarni yaratish tezligida raqobatlashib, xilma-xillikni tejashga intilmoqda.
Kiber-fizik tizimlarning ishlashining asosiy printsipi ularning jismoniy va hisoblash elementlari o'rtasidagi chuqur munosabatlari deb atash mumkin. AI va boshqa texnologiyalar shaklidagi tizimning "miyasi" real hayotdagi sensorlardan ma'lumotlarni qabul qiladi, ushbu ma'lumotlarni tahlil qiladi va undan jismoniy elementlarni boshqarish uchun foydalanadi. Ushbu o'zaro ta'sir tufayli kiber-fizik tizim o'zgaruvchan sharoitlarda, inson tanasining muqobili yoki hozirgi paytda aynan kerakli mahsulotni ishlab chiqish uchun bozor kon'yunkturasini tahlil qiladigan zamonaviy kompaniya sifatida samarali ishlashga qodir. Bundan tashqari, tizimning yaxshi yo'lga qo'yilgan faoliyati bilan "boshqarish - ma'lumotlarni to'plash - ma'lumotlarni qayta ishlash - boshqarish" tsikli har safar ijobiy natijalar berishi va yangi qiymat yaratishi kerak.
Masalan, Toshiba kompaniyasi o'zining elektr transport vositalari va energiyani saqlash / to’plash tizimlarini iste'mol qiladigan taqsimlangan energiya manbalari (quyosh, vodorod va shamol energiyasi) ishlarini muvofiqlashtirish uchun IoT texnologiyalaridan foydalanadigan virtual elektr stantsiyasi loyihasida kiber-fizik tizimlar printsipidan foydalanadi. ... IoT qurilmalari va AI texnologiyalaridan foydalangan holda, tizimning quvvat sarfini optimallashtirish, uning ko'lamini taxmin qilish va pirovardida maksimal energiya tejashga erishish mumkin.
Kiber-fizik tizimlardan foydalanishning boshqa misollariga avtonom transportni boshqarish tizimlari kiradi, ular avtohalokatlarni oldini olish va yo'ldagi vaziyatni hisobga olgan holda o'z manziliga eng yaxshi yo'lni tanlash uchun yo'l harakati qatnashchilari va yo'l infratuzilmasidan ma'lumotlarni real vaqt rejimida oladi; bemorlarning ahvolini masofadan kuzatadigan va inson tanasini o'rganish uchun ishlatiladigan tibbiy asbob-uskunalar; Nolinchi energiya sarfi bo'lgan aqlli binolar; qishloq xo'jaligidagi jarayonlarni avtomatlashtirish vositalari ...
Bu misollarning barchasida keng tarqalgan narsa shundaki, kiber-fizik tizimlar haqiqatan ham odamlarning hayotini engillashtirishi va uning darajasini yaxshilashi mumkin, shuning uchun hozirgi kunda ko'plab yirik kompaniyalar o'zlarining rivojlanish yo'llarini o'rganishmoqda.