Що таке кіберфізичні системи? Кіберфізичні системи (CPS) — це технологічна основа, яка дозволяє безперешкодно з'єднати фізичний світ з віртуальним світом інформаційних технологій.

Коротке резюме

В епоху оцифрування та четвертої промислової революції, відомої як Industrie 4.0, кіберфізичні системи (CPS) відіграють абсолютно центральну роль. Вони є технологічною основою, яка дозволяє безперешкодно з'єднати фізичний світ з віртуальним світом інформаційних технологій. Але що саме стоїть за цим терміном, і який потенціал відкривають ці складні системи для майбутнього промисловості і не тільки?

CPS: визначення

Кіберфізичні системи, часто скорочено CPS, - це інтелектуальні системи, які поєднують механічні та електронні компоненти з сучасними інформаційними технологіями та програмним забезпеченням. Ці системи здатні збирати дані з фізичного світу, обробляти їх у цифровому форматі, аналізувати і, в свою чергу, контролювати або впливати на фізичні процеси на основі цієї інформації.

Це вбудовані системи, які збирають інформацію за допомогою датчиків і втручаються у фізичний світ за допомогою виконавчих механізмів. Здатність до самоорганізації та адаптації до мінливих умов робить передові кіберфізичні системи вирішальним фактором у розробці складних додатків у різних галузях.

CPS vs. IoT: у чому різниця?

• Кібер-фізичні системи (CPS): CPS виходять за рамки чистої мережі та обміну даними. Вони глибоко інтегрують фізичні процеси з цифровим рівнем керування. CPS не тільки підключена до мережі, але й здатна автономно реагувати на зібрані дані, активно контролювати та оптимізувати фізичні процеси.
• Інтернет речей (IoT): Для збору та обміну даними IoT в першу чергу зосереджується на об'єднанні в мережу повсякденних об'єктів і пристроїв. Мета полягає в тому, щоб дозволити "мережевим об'єктам" спілкуватися один з одним і надавати інформацію. Розумний будинок, який керує освітленням та опаленням через додаток, є типовим прикладом Інтернету речей.

Сфери застосування кіберфізичних систем різноманітні і варіюються від промислового виробництва до повсякденної інфраструктури.

Автономні системи та мобільність

CPS незамінні у сфері мобільності та робототехніки:

• Автономні транспортні засоби: Самокеровані легкові та вантажні автомобілі, які використовують різноманітні датчики для сприйняття навколишнього середовища та прийняття автономних рішень для безпечної навігації.
• Промислові роботи: Роботи, які не тільки виконують запрограмовані завдання, але й можуть реагувати на зміни в навколишньому середовищі та відповідно адаптувати свої рухи.

Електронна охорона здоров'я

У секторі охорони здоров'я CPS забезпечують нові форми догляду за пацієнтами та моніторингу:

• Інтелектуальні медичні пристрої: Пристрої, які безперервно контролюють життєво важливі показники пацієнтів і автоматично подають сигнали тривоги або вводять ліки у разі відхилень.
• Телемедицина: Системи, які дозволяють лікарям контролювати та лікувати пацієнтів дистанційно.

Можливості та потенціал Industrie 4.0

• Ефективність та продуктивність : Автоматизація та оптимізація процесів підвищують ефективність використання ресурсів та продуктивність виробництва.
• Гнучкість : CPS забезпечують швидку адаптацію до ринкових змін і вимог клієнтів завдяки системам, що динамічно реконфігуруються.
• Бізнес-моделі : Підключені продукти та послуги створюють простір для послуг на основі даних та нових підходів.
• Рішення : Дані в режимі реального часу забезпечують точну основу для прийняття рішень.
• менше втручання людини: автономні системи беруть на себе небезпечні або повторювані завдання.
• Надійність: самоконтроль, виявлення та усунення несправностей підвищують відмовостійкість.

Висновок

Кіберфізичні системи є рушійною силою трансформації нашої промисловості та суспільства. Вони дозволяють безперешкодно поєднувати фізичні процеси з комп'ютерними мережами, створюючи нове покоління інтелектуальних, мережевих та автономних систем, які мають потенціал для докорінного покращення нашого світу.