Hi!
Recentment, juntament amb Geekbrains, hem fet un hackathon dedicat a l'Internet industrial de les coses IIoT i ara comencem a publicar una sèrie d'entrevistes als nostres experts. El primer d'ells és una conversa amb Nikolai Chevalier, arquitecte en cap de l'oficina de projectes Industrial Internet of Things de Rostelecom.
Nikolay us explicarà què és l'Internet industrial de les coses i en què es diferencia de l'IoT habitual, així com sobre les solucions que ja té Rostelecom.
Sota la retallada: sobre el paper de l'IIoT en l'automatització dels sistemes d'habitatge i serveis comunals, l'agricultura, les oficines intel·ligents i molt més.
Nikolai Chevalier: aquesta diapositiva és un reflex de tots els aspectes tecnològics que poden estar presents d'una manera o altra en els projectes industrials d'Internet. Com podeu veure a la imatge, hi ha molts aspectes, així que us parlaré breument de cadascun d'ells.
Internet industrial
En un sentit general, Internet industrial és una nova ronda d'automatització que ens permet assolir un nivell de qualitat superior en diverses indústries. Aquí estem parlant d'agricultura, energia nuclear i metal·lúrgia. De fet, es tracta d'una subsecció de l'Internet de les coses, però se centra específicament en solucions industrials. L'estructura de la imatge s'ha de considerar de baix a dalt, des dels sensors fins als sistemes d'informació.
Sensors i dispositius recopilar informació de sistemes físics i ciberfísics, i això ens permet treballar amb aquestes dades. Aquí tenim tot tipus de sensors, robots, analítiques de vídeo, sistemes de seguretat (tant de seguretat convencional com de seguretat laboral).
Un nivell més alt - Vora, es tracta de sistemes que es troben en producció al costat dels dispositius. Directament a les fàbriques en els contorns dels processos tècnics. APCS (sistema automàtic de control de processos), alarma d'incendi i sistemes similars que requereixen un retard mínim des de l'ocurrència d'un esdeveniment fins a la resposta a aquest.
Superior - Xarxa de dades, que té com a missió transferir aquestes dades als centres informàtics per al seu posterior tractament. Xarxes de ràdio, xarxes superposades, xarxes fixes. Per cert, quina diferència hi ha aquí: les xarxes fixes són línies òptiques que porten la columna vertebral de tot el sistema de comunicació en general. No hi haurà comunicacions per ràdio, perquè les comunicacions per ràdio no funcionaran sense òptica. Aquesta connexió de ràdio d'última milla us permet connectar dispositius de manera eficient i ràpida sense tirar de cables. Però fins a l'última milla, es necessita cable. Les xarxes superposades són sistemes d'encaminament i gestió de trànsit que es poden utilitzar per organitzar xarxes privades dedicades a sobre de qualsevol estructura amb el nivell de protecció necessari.
Després de les xarxes - infraestructures Centres de dades (aquí sistemes d'emmagatzematge, servidors, IDS, tallafocs) i programari per treballar la informació (virtualització).
Al mateix nivell, el conjunt clàssic són els mateixos centres de dades, emmagatzematge de dades, serveis de còpia de seguretat, IaaS i similars...
Per separat, m'agradaria destacar el programari que us permet organitzar treballant amb dades, així com el seu processament i emmagatzematge. Aquí, la tendència en termes de computació en memòria i blockchain encara està guanyant impuls molt activament (en una de les opcions utòpiques per al desenvolupament tecnològic, diferents solucions IIoT podran interactuar entre elles en el marc de contactes intel·ligents).
El següent nivell global és sistemes més intel·ligents. Intel·ligència artificial, facturacions diverses, sistemes de gestió de la producció, monitorització de seguretat que recull dades de tots els nivells de seguretat mitjançant IA i sistemes d'anàlisi.
En general, aquesta és una breu descripció de l'esquema d'organització IIoT. El que és important és això: s'utilitzen sistemes especials de seguretat de la informació a tots els nivells. I una solució només es pot considerar segura quan es protegeixen tots els seus nivells i es tenen en compte tots els processos organitzatius dels empleats que interactuen amb aquesta solució.
Més detalls
Сети
Aquesta diapositiva parla de LP WAN. Es tracta de xarxes de llarg abast i eficients energèticament. Els estàndards més coneguts i establerts són LORA-WAN, SigFox, LTE-Cat NB(NB-ioT), LTE-CAT M1. Per entendre el nivell de funcionament d'aquestes xarxes, és més fàcil comparar-les amb les domèstiques. Tots tenim Bluetooth: això significa un funcionament i una comunicació estables amb dispositius en un radi d'un parell de metres a un parell de desenes de metres. A continuació, hi ha xarxes cel·lulars: 2G, 3G, 4G. I al darrere hi ha LP WAN, les xarxes de més gran abast, tenen el radi de cobertura més gran i permeten aconseguir un cert nivell d'eficiència energètica. Per exemple, hi ha un comptador de gas que transmet lectures una vegada a un moment determinat i no es pot canviar la bateria durant 10 anys.
Protecció del centre de dades
Aquí teniu una diapositiva dels nostres companys de ciberseguretat que mostra les amenaces comunes.
Per descomptat, si el servei només funciona per a un parell d'IP, només podeu tancar el circuit i proporcionar-vos ja el nivell de protecció necessari. Però si es tracta d'un servei obert que requereix la interacció de l'usuari amb ell, és possible que ja s'apliquen les amenaces habituals de la xarxa. Bots de correu brossa, atacs de pirates informàtics, DDoS i altres coses bones. Per protegir-se d'això, utilitzen un gran nombre de mitjans tècnics de protecció, que en cas de situacions d'emergència avisen els centres d'operacions de seguretat: guàrdies de seguretat especialment entrenats s'hi asseuen i responen a esdeveniments especificats.
Utilitats
Per als serveis d'habitatge i comunals hi ha un servei especial desenvolupat per Rostelecom, que permet automatitzar la recepció de dades dels aparells de mesura que gairebé tothom té al seu pis: comptadors d'aigua, comptadors d'electricitat, tant individuals com comunitaris. Si abans aquests valors s'havien d'introduir manualment, la qual cosa comporta una pèrdua de temps i la transmissió de lectures no del tot correctes, ara a la Federació Russa ja hi ha una sèrie de complexos on la participació humana en aquest procés està totalment exclosa. Totes aquestes coses s'automatitzen amb èxit i recullen lectures de tots els mateixos sensors i les transmeten a empreses de gestió i subministrament de recursos.
Indústria de l'energia
A més de l'habitatge i els serveis comunitaris en general, hem desenvolupat una solució especial integral per a la mesura de l'electricitat. L'abreviatura aterridora ASKUE a la diapositiva és només el Sistema Automatitzat de Comptabilitat de l'Electricitat Comercial. El que fa queda clar pel nom. Es tracta de comptadors que s'instal·len a les mateixes subestacions, als punts de connexió dels usuaris, a les centrals de generació; tot això permet als treballadors de l'energia entendre l'eficiència amb què funcionen els serveis. L'esquema de funcionament és senzill: dispositiu de mesura – enllaç del canal de comunicació – centres de dades – aplicació que visualitza i processa dades.
Oficina intel·ligent
Una solució d'oficina intel·ligent ajuda a registrar una sèrie d'indicadors que són importants per al treball còmode d'una persona en un espai d'oficina. En primer lloc, els nivells de CO2 i llum, que sovint es subestiman, així com el consum global d'electricitat. Aquí hi ha dues "llebres a la vista": tots dos empleats treballen amb més comoditat i ajuda al personal operatiu a estalviar diners mitjançant un ús més racional dels recursos.
Seguiment de personal en producció
A més de les oficines, hi ha indústries més perilloses on cal reduir possibles lesions i controlar el personal. La idea principal aquí és saber que la salut de l'empleat està bé i que és on ha d'estar i no on no hauria d'estar. Per a les fàbriques amb molta maquinària en moviment, això és fonamental. Hi ha molts sensors diferents, des d'analitzadors de gasos fins a polseres, que controlen tant el pols i l'estat de l'empleat, com la seva ubicació. Això ajuda a notificar el sistema de manera oportuna que un empleat s'ha trobat de sobte en un lloc on és perillós per a ell estar en aquest moment (per exemple, una grua es mou o està previst un llançament de gas). En aquest cas, el sistema aturarà el funcionament, avisarà automàticament al responsable i esperarà fins que la persona surti de la zona de perill. També hi ha cascos intel·ligents que detecten la presència d'un impacte o àcid a la seva superfície, i avisen immediatament al personal responsable de la seguretat industrial.
Agricultura
L'agricultura es va enfrontar a la tasca de gestionar i controlar el moviment dels cultius. Això vol dir que havíem de ser capaços d'entendre quan es descarrega la combinació i quan es carrega el mòdul de transport. Aquí és important tenir en compte per endavant que una combinació moderna és molt diferent de la que va muntar el llop a "Bé, només espereu": avui és una màquina seriosa equipada amb un ordinador de bord que informa del seu estat i telemetria al sistema principal. Això ja és una realitat; hi ha aquestes combinacions a la Federació Russa, inclosos els models no tripulats.
Per descomptat, el que estem fent ara està dirigit específicament a la flota de cotxes actual: no són no tripulats, però encara són bastant "intel·ligents"; estem automatitzant el procés de selecció dels propis dispositius i creant un sistema de control per treballar amb els dispositius. .
Seguiment del bestiar
A Rostelecom, juntament amb altres empreses, vam implementar el seguiment del bestiar. La tasca de l'agricultura aquí era aquesta: cal entendre quan les vaques estan a punt per reproduir-se, si estan malaltes o no, i on pasturan exactament. Tot això és important per determinar els millors moments: per entendre si la vaca està preparada per aparellar-se, o si té mal de cap, si és el moment d'alliberar els toros o esperar, per respondre a temps a la malaltia d'un animal, etc. Aquestes solucions ajuden a controlar l'estat dels animals, millorar la qualitat del producte i controlar la rendibilitat.
Per què hi ha la intel·ligència artificial?
No n'hi ha prou amb recollir i emmagatzemar dades, cal treballar-hi. Això ajuda als escenaris d'anàlisi predictiva. Per exemple, hem recollit dades i sabem on i quan es van recollir aquestes dades, afegim a aquest volum càlculs d'instituts de recerca de disseny, informació sobre esdeveniments de producció, inclosos els d'emergència, afegim informació bàsica sobre els processos de la indústria, independentment de si és l'energia o l'agricultura. Normalitzem aquestes dades mitjançant matemàtiques i models. I després afegim analítiques i un component predictiu.
El mòdul d'anàlisi predictiva té aquest aspecte:
Aquesta és la construcció de models predictius. Hi ha un circuit en què es modelen les dades i sistemes en què es capturen. A més, hi ha conjunts de dades de prova, conjunts de dades d'entrenament i, per descomptat, dades reals. Aquest és un procés constant, el model ha de ser entrenat més. Actualment, la precisió del 90% es considera un bon indicador per a un model. El valor mitjà de la majoria de models fins ara és de 85-87.
Durant la preparació del hackathon, els participants van rebre preguntes sobre el tema.
Voleu substituir el vostre SCADA existent per IIoT?
Bona pregunta. De fet, els SCADA existents són molt diferents. Si tenim en compte el propi concepte IIoT, SCADA s'hi encaixa, igual que els sistemes MES; també poden estar dins del marc de l'IIoT. Això no vol dir que s'hagin de canviar, hi ha diverses opcions.
La plataforma IIoT està connectada a un sistema MES o SCADA ja fet.
Quan hi ha una substitució d'equips d'alta qualitat que no necessita SCADA, perquè pot fer totes aquestes coses ràpidament al seu propi nivell.
Hi ha un nivell Edge, on SCADA està dissenyat en una mena de versió de boira.
És a dir, SCADA serà substituït per SCADA a la boira desplegada, aquest serà un nou nivell Edge de la plataforma, controlat centralment, però situat en un punt local. I en aquesta infraestructura es desplegarà bàsicament la mateixa solució SCADA, però en un bucle de control diferent.
Per tant, com a classe, SCADA no anirà enlloc, simplement es transformarà.
Quins són els principals reptes als quals s'enfronta actualment l'IIoT de Rostelecom?
Ara hi ha 4 sectors: agricultura, fabricació, combustible i complex energètic i energia. La digitalització de cada indústria sembla molt prometedora.
Els sistemes de seguiment de les persones a les empreses són interessants: si funcionen, si funcionen bé, si infringeixen les normatives. Aquests casos es resolen molt sovint mitjançant l'anàlisi de vídeo o el seguiment de les màquines en què treballa la gent, com la fàbrica de la qual vam extreure el conjunt de dades per a les tasques. Amb un enfocament similar, la planta va duplicar la productivitat, simplement perquè van començar a mirar: la màquina està inactiva = no s'està utilitzant. I la qüestió aquí no és que els empleats treballessin tan, sinó que els mateixos processos estaven organitzats de tal manera que de vegades hi havia temps d'inactivitat.
Actualment, els sistemes de producció kaizen o lean manufacturing són rellevants; dins del sistema, el gestor necessita dades per prendre decisions. Hem de recollir dades dels dispositius de mesura i les hem de visualitzar. No és casualitat que parli tan sovint de visualització; és important perquè ajuda a mirar el mateix conjunt de dades des de diferents angles.
Sobre el hackathon
En resposta a la crida per reunir-nos i escriure una solució IIoT per a un negoci real, vam rebre 434 sol·licituds i, al final, hi van participar 184 persones, 35 equips. Aquests són desenvolupadors novells que han provat la seva mà en una nova àrea.
D'aquests, 33 equips i 174 participants van arribar a la meta i van presentar els seus projectes. Estem buscant el millor d'ells per a posicions a Rostelecom. tot era.
Versió en vídeo de l'entrevista .
Font: www.habr.com
