Wordt een procesinstallatie volledig autonoom?

De mensen van het oude Griekenland aanbaden de godin Automatia (‘zij die uit eigen wil handelt’). De Grieken stichtten in die tijd ook steden met de aanspraak op autonomie – met andere woorden leven als een onafhankelijke entiteit. Tegenwoordig, in de reis van industriële automatisering naar industriële autonomie, gebruiken we zodoende een begrip die mensen in de oudheid reeds hebben vorm gegeven. In ieder geval stelt zich de vraag: zal de huidige procesinstallatie zich ontwikkelen tot een zelfstandige entiteit?

Zelfwerkend

Terwijl in de oudheid Automatia stond voor de zelfwerkende, wordt automatisering tegenwoordig opgevat als een opeenvolging van zeer gestructureerde, voorgeprogrammeerde taken – die menselijk toezicht en tussenkomst vereisen.

In een typische geautomatiseerde toepassing meet een automatiseringsbesturingssysteem de actuele status en voert aanpassingen uit. Deze worden gedefinieerd op basis van duidelijke, door mensen geprogrammeerde regels. Eén persoon bewaakt het systeem en brengt wijzigingen aan. De prestaties van het systeem zijn afhankelijk van de vaardigheden van de operator – en menselijke fouten of verlies van kennis kunnen niet worden uitgesloten.

Ook in een geautomatiseerd systeem in de industrie worden procesveranderingen door mensen aangebracht. Een autonoom systeem daarentegen beslist zelfstandig wanneer welke middelen worden ingezet om het doel te bereiken – zonder menselijke tussenkomst in de desbetreffende beslissing.

Autonome systemen zijn gebaseerd op AI

Of autonome systemen simpelweg de logische doorontwikkeling van geautomatiseerde systemen zijn, is een kwestie van veel discussie tussen computer-, datawetenschappers en ingenieurs. Automatisering volgt vooraf gedefinieerde processen door te kiezen tussen duidelijk vastgelegde, vooraf gedefinieerde opties. Ook al kan dit zeer complex zijn, het is nog ver verwijderd van zelfbepaald handelen. Een autonoom systeem is beslist meer dan de som van de afzonderlijke delen: het voert geprogrammeerde processen uit, het reageert op sensorimpulsen. Maar het kan zich ook oriënteren op veranderende ervaringen, dus leren. Hier ligt de beslissende stap van automatisering naar autonome systemen. Het verschil zit dus niet alleen in het werkingsmechanisme. Het begint veeleer met de engineering van de systemen.

Elk autonoom systeem is gebaseerd op AI, kunstmatige intelligentie. De mate van autonomie van een systeem is niet alleen onderhevig aan de technische beperkingen van AI. Het wettelijke kader en de vereisten voor gegevensbeveiliging stellen eerder ook overeenkomstige limieten.
Autonomie verschilt van automatisering in enkele subtiliteiten.

Grotere toegevoegde waarde

Natuurlijk zullen er verschillende gemengde toestanden of niveaus van autonomie zijn. En op korte en middellange termijn moeten mensen betrokken worden bij de operatie. Mensen zullen werken met en interactie hebben met industriële automatisering en autonome systemen. Daarbij zullen hun rollen echter veranderen. Uiteindelijk zullen ze activiteiten met een hogere toegevoegde waarde op zich nemen en realtime productie-informatie gebruiken om betere, snellere beslissingen te nemen.

Yokogawa definieert autonome werking als volgt:
Installaties en operaties hebben menselijke leer- en aanpassingsvermogens. Deze stellen hen in staat te reageren op situaties binnen een veilige, beperkte ruimte die niet voorgeprogrammeerd of ontworpen zijn, zonder tussenkomst van de operator. Ze zijn verantwoordelijk voor alle veiligheidskritieke functies.

Wordt een procesinstallatie volledig autonoom?

Hoe sterk geautomatiseerd een procesinstallatie ook is, deze zal nooit uit zichzelf zelfstandig functioneren. Het gebruik van algoritmen of kunstmatige intelligentie heeft al af en toe zijn weg naar de productie gevonden – maar buiten de automatiseringspiramide.

Directe toegang tot autonome werking is zeer moeilijk te realiseren. Daarom definieert Yokogawa een stapsgewijze aanpak.

Vanaf wanneer kunnen we spreken over een autonome, zelfstandige procesinstallatie? Of zullen de AI-oplossingen enkel een aanvulling zijn op automatisering? Misschien is dit concept te geïsoleerd gedefinieerd op een procesinstallatie en vloeit de feitelijke onafhankelijke productie voort uit de symbiotische autonomie.

Auteur: Tim-Peter Henrichs, Yokogawa

Lees ook:

• Industriële autonomie heeft de toekomst
• 2/3 bedrijven procesindustrie werkt autonoom in 2030
• Meet en regeltechniek