Hvad er cyberfysiske systemer? Cyberfysiske systemer (CPS) er det teknologiske grundlag, der gør det muligt problemfrit at forbinde den fysiske verden med informationsteknikkens virtuelle verden.

Resumé

I en tid med digitalisering og den fjerde industrielle revolution, kendt som Industrie 4.0, spiller cyberfysiske systemer (CPS) en helt central rolle. De er det teknologiske grundlag, der gør det muligt problemfrit at forbinde den fysiske verden med den virtuelle verden af informationsteknik. Men hvad ligger der helt præcist bag dette begreb, og hvilket potentiale åbner disse komplekse systemer for fremtidens industri og andre områder?

CPS: en definition

Cyberfysiske systemer, ofte forkortet CPS, er intelligente systemer, der kombinerer mekaniske og elektroniske komponenter med moderne informationsteknik og software. Disse systemer er i stand til at indsamle data fra den fysiske verden, behandle dem digitalt, analysere dem og til gengæld styre eller påvirke fysiske processer på baggrund af disse oplysninger.

Det er indlejrede systemer, der indsamler information via sensorer og griber ind i den fysiske verden via aktuatorer. Evnen til at organisere sig selv og tilpasse sig skiftende forhold gør avancerede cyberfysiske systemer til en afgørende faktor i udviklingen af komplekse applikationer inden for forskellige områder.

CPS vs. IoT: Hvad er forskellen?

• Cyberfysiske systemer (CPS): CPS går ud over den rene sammenkobling og dataudveksling. De integrerer de fysiske processer dybt med det digitale kontrolniveau. En CPS er ikke kun netværksforbundet, men også i stand til at reagere autonomt på de indsamlede data og aktivt styre og optimere fysiske processer.
• Internet of Things (IoT): For at kunne indsamle og udveksle data fokuserer IoT primært på sammenkobling af hverdagsobjekter og enheder. Målet er at gøre det muligt for "netværksobjekter" at kommunikere med hinanden og levere information. Et smart hjem, der styrer lys og varme via en app, er et typisk IoT-eksempel.

Anvendelsesområderne for cyberfysiske systemer er mangfoldige og spænder fra industriel produktion til dagligdags infrastrukturer.

Autonome systemer og mobilitet

CPS er uundværlige inden for mobilitet og robotteknologi:

• Autonome køretøjer: Selvkørende biler og lastbiler, der bruger en række sensorer til at opfatte deres omgivelser og træffe autonome beslutninger for at kunne navigere sikkert.
• Industrirobotter: Robotter, der ikke kun udfører programmerede opgaver, men også kan reagere på ændringer i deres omgivelser og tilpasse deres bevægelser derefter.

E-sundhed

I sundhedssektoren muliggør CPS nye former for patientpleje og -overvågning:

• Intelligent medicinsk udstyr: Udstyr, der løbende overvåger patienters vitale tegn og automatisk udløser alarmer eller administrerer medicin i tilfælde af afvigelser.
• Telemedicin: Systemer, der gør det muligt for læger at overvåge og behandle patienter på afstand.

Muligheder og potentiale for Industrie 4.0

• Effektivitet og produktivitet : Automatisering og procesoptimering øger ressourceudnyttelsen og produktionsoutputtet.
• Fleksibilitet : CPS giver mulighed for hurtig tilpasning til markedsændringer og kundekrav takket være dynamisk rekonfigurerbare systemer.
• Forretningsmodeller : Forbundne produkter og tjenester skaber plads til databaserede tjenester og nye tilgange.
• Beslutninger : Data i realtid giver et præcist grundlag for beslutningstagning.
• mindre menneskelig indgriben: Autonome systemer overtager farlige eller gentagne opgaver.
• Robusthed : Selvovervågning, fejldetektering og -udbedring øger fejlsikkerheden.

Konklusion

Cyberfysiske systemer er drivkraften bag transformationen af vores industri og samfund. De muliggør en problemfri forbindelse mellem fysiske processer og computernetværk, hvilket skaber en ny generation af intelligente, netværksforbundne og autonome systemer, som har potentiale til at forbedre vores verden fundamentalt.