Slovník automatizace – Podrobné definice a koncepty

1. Automatizace

Automatizace je nasazení technologií k provádění úkolů, procesů nebo operací s minimálním nebo žádným zásahem člověka. Zahrnuje pokročilé řídicí systémy, senzory, akční členy, komunikační sítě a software pro provádění činností, které byly dříve vykonávány ručně. Podle Mezinárodní společnosti pro automatizaci (ISA) zahrnuje automatizace vytváření a aplikaci technologií pro monitorování a řízení výroby a dodávek produktů a služeb.

V letectví je automatizace klíčová pro systémy řízení letu, autopiloty, řízení letového provozu a diagnostiku údržby. Pohání inovace ve výrobě (Průmysl 4.0), chytré infrastruktuře i dopravě, využívá data v reálném čase, IoT a AI pro výkon, bezpečnost a efektivitu.

Klíčové prvky:

• Senzory pro sběr dat
• Řadiče pro zpracování a vydávání příkazů
• Akční členy pro vykonávání činností
• Komunikační sítě (např. fieldbus, Ethernet)
• Rozhraní člověk-stroj (HMI) pro monitorování a řízení

Normy ICAO zajišťují, že automatizace v letectví je bezpečná, spolehlivá a interoperabilní, vyžadují redundanci, bezpečnostní mechanismy a lidský dohled.

2. Automatický provoz

Automatický provoz znamená, že systém nebo zařízení provádí sled činností bez nepřetržitého lidského zásahu, podle přednastavených pokynů nebo environmentálních spouštěčů. Na rozdíl od širší automatizace zpravidla znamená automatický provoz pevně dané reakce a postrádá adaptivitu nebo schopnost učení.

Příklady v letectví:

• Autopiloty udržující směr, výšku a rychlost
• Automatické přistávací systémy navádějící letadlo při přiblížení a dosednutí
• ADS-B, které vysílá polohu a rychlost letadla

Automatické provozy zvyšují bezpečnost, konzistenci a spolehlivost. Pokyny ICAO vyžadují jasné režimy provozu, zpětnou vazbu pro operátora a bezpečnostní mechanismy.

Rozdíl:
Automatické systémy vykonávají předem definované akce; automatizované systémy se mohou na základě dat přizpůsobovat a optimalizovat.

3. Automatizovaný systém

Automatizovaný systém integruje zařízení, software a sítě k provádění složitých operací s minimálním zásahem člověka, často včetně snímání v reálném čase, zpětné vazby a adaptivní logiky.

Komponenty:

• Distribuované řídicí systémy (DCS), programovatelné automaty (PLC)
• SCADA pro monitorování a dohled
• Vestavěný software pro úlohy v reálném čase
• Diagnostické/prognostické algoritmy

Příklady v letectví:

• Řízení letu a navigace
• Monitorování motorů a prediktivní údržba

Normy ICAO zajišťují softwarovou bezpečnost, redundanci a kvalitní návrh rozhraní člověk-stroj (HMI) pro provozní bezpečnost.

4. Průmyslová automatizace

Průmyslová automatizace využívá řídicí systémy (počítače, roboty, IT) pro správu strojů a procesů, čímž snižuje lidskou práci v odvětvích jako výroba, chemický průmysl či logistika.

Vlastnosti:

• Programovatelné řadiče
• Robotická ramena pro opakované nebo nebezpečné úkoly
• Strojové vidění pro kontrolu
• Automaticky řízená vozidla (AGV)
• Integrace ERP

Využití v letectví:
Robotika ve výrobě letadel (vrtání, nýtování, lakování), automatická diagnostika a správa zásob.

ICAO stanovuje, že průmyslová automatizace v letectví musí splňovat bezpečnostní a kvalitativní procesy.

5. Robotic Process Automation (RPA)

RPA využívá softwarové roboty k napodobování lidských činností při pravidly řízených, opakujících se digitálních úkolech, čímž zvyšuje rychlost a přesnost.

Využití v letectví:

• Slučování údajů o cestujících
• Plánování letů a rozvrhování posádek
• Vedení záznamů o údržbě
• Zpracování faktur

Přínosem RPA je rychlé nasazení a integrace se stávajícími systémy. Je základem pro inteligentní automatizaci zahrnující AI a ML.

6. Inteligentní automatizace (IA) / Inteligentní procesní automatizace (IPA)

Inteligentní automatizace kombinuje RPA s AI, ML, zpracováním přirozeného jazyka (NLP) a analytikou. Umožňuje automatizovat kognitivní úkoly—porozumění nestrukturovaným datům, rozhodování a učení.

Transformace v letectví:

• Prediktivní údržba pomocí AI modelů
• Virtuální asistenti pro zákaznický servis
• Optimalizace letových tras a spotřeby paliva
• Bezpečnostní screening s behaviorální analytikou

Adopce IA vyžaduje silné řízení a transparentnost kvůli regulatorní shodě.

7. Programovatelný logický automat (PLC)

PLC jsou specializované digitální počítače pro automatizaci průmyslových procesů v reálném čase, ceněné pro spolehlivost a programovou flexibilitu (žebříkové schéma, blokové diagramy).

Využití:

• Montážní linky ve výrobě
• Systémy manipulace s zavazadly na letištích
• Správa paliv a osvětlení

PLC jsou odolné, podporují redundanci a jsou nezbytné v letecké infrastruktuře pro bezpečnostně kritickou automatizaci.

8. Rozhraní člověk-stroj (HMI)

HMI jsou rozhraní (grafická či fyzická), prostřednictvím kterých operátoři komunikují s automatizovanými systémy, poskytují vizualizaci, ovládání a záznam dat.

Příklady v letectví/průmyslu:

• Dotykové panely v řídicích věžích
• Multifunkční displeje v kokpitu
• Pracovní stanice pro údržbu

Kvalitní návrh HMI je zásadní pro situační povědomí, rozhodování a prevenci chyb.

9. Fieldbus

Fieldbus je sada průmyslových síťových protokolů pro distribuované řízení a komunikaci v reálném čase mezi zařízeními automatizace.

Využití v letectví:

• Manipulace se zavazadly
• Ovládání osvětlení letiště
• Správa paliv
• Automatizace budov

Fieldbus zjednodušuje kabeláž, podporuje rozšiřitelnost a umožňuje vzdálenou diagnostiku. Rostoucí je integrace s průmyslovým Ethernetem a bezdrátovými sítěmi.

10. Umělá inteligence (AI)

AI v automatizaci označuje systémy schopné úkolů vyžadujících lidskou inteligenci—uvažování, učení, rozhodování.

AI v letectví:

• Strojové učení pro detekci anomálií a prediktivní analýzy
• NLP pro virtuální asistenty a ovládání
• Počítačové vidění pro dohled a inspekce

ICAO klade důraz na transparentnost, odpovědnost a ověření při zavádění AI do leteckých systémů.

11. Strojové učení (ML)

ML je podmnožina AI zaměřená na algoritmy, které se učí z dat a činí předpovědi nebo rozhodnutí.

Využití ML v letectví:

• Monitorování stavu motorů
• Predikce toku cestujících/zdrojů
• Detekce kybernetických hrozeb
• Optimalizace toku letového provozu

ML přechází operace z reaktivních na proaktivní, čímž zvyšuje bezpečnost a efektivitu.

12. Hyperautomatizace

Hyperautomatizace kombinuje RPA, AI, ML a další technologie pro automatizaci složitých procesů od začátku do konce.

Příklady v letectví:

• Integrované řízení letového provozu
• Optimalizace zdrojů na letišti
• Monitorování regulatorní shody
• Orchestrace cest cestujících

Platformy hyperautomatizace objevují, automatizují a optimalizují strukturované i nestrukturované úkoly.

13. Senzory

Senzory detekují a měří fyzikální, chemické či environmentální veličiny a poskytují datový základ automatizace.

Typy:

• Senzory teploty, tlaku a přiblížení
• Optické senzory (fotodiody, LIDAR)
• Akcelerometry a gyroskopy

Role v letectví:

• Řízení letu
• Monitorování stavu motorů
• Environmentální a bezpečnostní systémy

ICAO vyžaduje důkladné testování leteckých senzorů na přesnost a spolehlivost.

14. Akční členy

Akční členy převádějí řídicí signály na fyzickou akci, plní příkazy automatizačních systémů.

Typy:

• Elektromotory
• Solenoidové ventily
• Hydraulické/pneumatické válce
• Servoakční členy

Využití v letectví:

• Řízení letových ploch
• Podvozky
• Ovládání plynu/paliva motoru
• Regulace tlaku v kabině

Spolehlivost a rychlost odezvy akčních členů je kritická, ICAO stanovuje požadavky na redundanci kvůli bezpečnosti.

15. Komunikační protokoly a Fieldbus

Komunikační protokoly standardizují výměnu dat v automatizaci. Protokoly Fieldbus jsou určeny pro distribuované průmyslové řízení v reálném čase.

Běžné protokoly:

• PROFIBUS/PROFINET
• CAN bus
• Modbus
• Ethernet/IP

Letecká infrastruktura:

• Automatizace manipulace se zavazadly
• Řízení osvětlení
• Automatizace budov/bezpečnosti

Normy ICAO vyžadují bezpečné, redundantní a interoperabilní komunikační protokoly.

16. Typy automatizace

Automatizace lze rozdělit dle adaptability a složitosti:

Výběr závisí na variabilitě procesu, objemu, regulacích a potřebách integrace.

17. Srovnání: Automatizace vs. Automatický

Pro podrobnosti o každém pojmu automatizace konzultujte dokumentaci ICAO, normy ISA a přední průmyslové zdroje.