تحية!
في الآونة الأخيرة ، جنبا إلى جنب مع Geekbrains ، أجرينا hackathon مخصصة للإنترنت الصناعي للأشياء IIoT وبدأنا الآن في نشر سلسلة من المقابلات مع خبرائنا. أولها حوار مع نيكولاي شوفالييه ، كبير مهندسي مكتب مشروع الإنترنت الصناعي للأشياء ، روستيليكوم.
سيخبرك Nikolay عن الإنترنت الصناعي للأشياء وكيف يختلف عن إنترنت الأشياء المعتاد ، وكذلك عن الحلول التي تمتلكها Rostelecom بالفعل.
تحت خفض - حول دور IIoT في أتمتة أنظمة الإسكان والزراعة والمكاتب الذكية وأكثر من ذلك بكثير.
نيكولاي شوفالييه: هذه الشريحة هي انعكاس لجميع الجوانب التكنولوجية التي قد تكون موجودة بطريقة أو بأخرى في مشاريع الإنترنت الصناعية. كما ترون من الصورة ، هناك الكثير من الجوانب ، لذلك سأتحدث بإيجاز عن كل جانب منها.
الإنترنت الصناعي
بشكل عام ، الإنترنت الصناعي عبارة عن جولة جديدة من الأتمتة ، والتي تتيح تحقيق مستوى جودة أعلى في مختلف الصناعات. نحن هنا نتحدث عن الزراعة والطاقة النووية والمعادن. في الواقع ، هذا جزء من إنترنت الأشياء ، لكنه يركز بشكل خاص على الحلول الصناعية. يجب عرض بنية الصورة من الأسفل إلى الأعلى - من المستشعرات إلى أنظمة المعلومات.
تقوم أجهزة الاستشعار والأجهزة بجمع المعلومات من كل من الأنظمة الفيزيائية والفيزيائية ، وهذا يتيح لنا العمل مع هذه البيانات. لدينا هنا جميع أنواع المستشعرات ، والروبوتات ، وتحليلات الفيديو ، وأنظمة الأمن (الأمان المألوف وسلامة العمل).
المستوى
الأصلي -
الحافة ، هي أنظمة موجودة بجوار الأجهزة في الإنتاج. مباشرة في المصانع في محيط العمليات التكنولوجية. ACS TP (نظام التحكم التلقائي في العمليات) ، وأجهزة الإنذار بالحريق والأنظمة المماثلة التي تتطلب الحد الأدنى من التأخير من وقوع حدث إلى رد فعل عليه.
إن
شبكة نقل البيانات أعلى من ذلك ، وتتمثل مهمتها في نقل هذه البيانات إلى مراكز الكمبيوتر لمزيد من المعالجة. شبكات الراديو وشبكات التراكب والشبكات الثابتة. بالمناسبة ، ما هو الفرق: الشبكات الثابتة هي خطوط بصرية تحمل العمود الفقري لنظام الاتصالات بأكمله بشكل عام. لن يكون هناك شيء ، لن يكون هناك اتصالات لاسلكية ، لأن الاتصالات اللاسلكية بدون بصريات لن تعمل. يتيح لك هذا الميل الأخير من الاتصالات اللاسلكية توصيل الأجهزة بكفاءة وسرعة دون سحب الكابل. ولكن حتى هذا الميل الأخير هناك حاجة إلى كابل. الشبكات المتراكبة هي أنظمة توجيه وإدارة حركة المرور ، مع مساعدتهم ، من الممكن تنظيم شبكات خاصة مخصصة فوق أي هيكل مع مستوى الحماية اللازم.
بعد الشبكات -
البنية التحتية لمراكز البيانات (هنا ، والتخزين ، والخوادم ، ومعرفات الهوية ، والجدران النارية) ، والبرمجيات للتعامل مع المعلومات (الافتراضية).
في نفس المستوى ، المجموعة الكلاسيكية هي مراكز البيانات نفسها ، تخزين البيانات ، خدمات النسخ الاحتياطي ، IaaS وما شابه ذلك ...
بشكل منفصل ، ألاحظ وجود برنامج يتيح لك تنظيم
العمل مع البيانات ، وكذلك معالجتها وتخزينها. لا يزال هناك اتجاه نشط للغاية من حيث الحوسبة في الذاكرة ، blockchain (في أحد الخيارات المثالية لتطوير التكنولوجيا ، ستكون حلول IIoT المختلفة قادرة على التفاعل مع بعضها كجزء من جهات الاتصال الذكية).
المستوى العالمي التالي هو
أنظمة أكثر ذكاءً . الذكاء الاصطناعي ، الفواتير المختلفة ، أنظمة إدارة الإنتاج ، مراقبة الأمن ، جمع البيانات من جميع مستويات الأمان باستخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي والتحليل.
بشكل عام ، هذا هو مخطط موجز لتنظيم IIoT. الشيء المهم هو: يتم تطبيق أنظمة أمن المعلومات الخاصة على كل مستوى. ولا يمكن اعتبار الحل المحمي إلا عندما تكون جميع مستوياته محمية وتؤخذ جميع العمليات التنظيمية للموظفين الذين يتفاعلون مع هذا الحل في الاعتبار.
أكثر تفصيلا
شبكة
هذه الشريحة تدور حول LP WAN. هذه هي شبكات المسافات الطويلة الموفرة للطاقة. المعايير الأكثر شهرة وتأسيسًا هي LORA-WAN و SigFox و LTE-Cat NB (NB-ioT) و LTE-CAT M1. لفهم مستوى عمل هذه الشبكات ، من الأسهل مقارنة بالشبكات المنزلية. هنا لدينا كل البلوتوث - هذا تشغيل مستقر والتواصل مع الأجهزة داخل دائرة نصف قطرها من بضعة أمتار إلى بضع عشرات من الأمتار. ثم تأتي الشبكة الخلوية - 2G ، 3G ، 4G. ومن خلفهم بالفعل LP WAN ، الشبكات البعيدة المدى ، لديهم أكبر دائرة نصف قطر للتغطية وتسمح بتحقيق مستوى معين من كفاءة الطاقة. على سبيل المثال ، يوجد عداد غاز ينقل القراءات مرة واحدة في وقت معين ، ولا يمكنك تغيير البطارية عليه لمدة 10 سنوات.
حماية مركز البيانات
فيما يلي شريحة من زملائنا في مجال أمن المعلومات تُظهر تهديدات مشتركة.
بالطبع ، إذا كانت الخدمة تعمل فقط لبضع عناوين IP ، فيمكنك ببساطة إغلاق الدائرة وتوفير مستوى الحماية اللازم بالفعل لنفسك. ولكن إذا كانت هذه خدمة مفتوحة تتضمن تفاعل المستخدمين معها ، فيمكن بالفعل إضافة تهديدات الشبكة المعروفة هنا. روبوتات البريد المزعج ، هجمات القراصنة ، DDoS وغيرها جيدة. للحماية من هذا ، يتم استخدام عدد كبير من وسائل الحماية التقنية التي ، في حالة الطوارئ ، تنبه مراكز العمليات الأمنية - حراس الأمن المدربين خصيصًا يجلسون ويتفاعلون مع أحداث معينة.
الإسكان والخدمات المجتمعية
بالنسبة للإسكان والخدمات المجتمعية ، هناك خدمة خاصة تم تطويرها في Rostelecom ، والتي تتيح لك أتمتة استلام البيانات من أجهزة القياس الموجودة في شقة الجميع تقريبًا: عدادات المياه والكهرباء ، الفردية والمجتمعية. إذا كان يجب إدخال هذه القيم يدويًا في وقت سابق ، مما يؤدي إلى تضييع الوقت ونقل قراءات غير صحيحة تمامًا ، فهناك الآن في روسيا بالفعل عدد من المجمعات حيث يتم استبعاد المشاركة البشرية في هذه العملية تمامًا. تتم أتمتة جميع هذه الأشياء تلقائيًا ويقومون هم أنفسهم بجمع القراءات من جميع أجهزة الاستشعار ونقلها إلى شركات الإدارة وتزويد الموارد.
علم الطاقة
بالإضافة إلى الإسكان والخدمات المجتمعية بشكل عام ، قمنا بتطوير حل خاص شامل لقياس الكهرباء. الاختصار الرهيب ASKUE على الشريحة هو مجرد نظام آلي للمحاسبة التجارية للكهرباء. ما تفعله واضح من الاسم. يتم تثبيت هذه العدادات في المحطات الفرعية نفسها ، وفي نقاط اتصال المستخدم ، وفي منشآت التوليد - كل هذا يسمح لمهندسي الطاقة بفهم مدى كفاءة الخدمات. نظام العمل بسيط: جهاز القياس - رابط قناة الاتصال - DPCs - تطبيق يصور ويعالج البيانات.
مكتب ذكي
يساعد حل المكتب الذكي في إصلاح عدد من المؤشرات المهمة لعمل الشخص المريح في حيز المكتب. بادئ ذي بدء ، هذه هي مستويات ثاني أكسيد الكربون والضوء التي غالباً ما يتم التقليل من قيمتها ، وكذلك إجمالي استهلاك الكهرباء. هناك نوعان من "الأرانب على البندقية" في آن واحد: إنه أكثر راحة للموظفين للعمل ، ويساعد موظفي التشغيل على الادخار بسبب الاستخدام الرشيد للموارد.
مراقبة الإنتاج
بالإضافة إلى المكاتب ، هناك صناعات أكثر خطورة حيث من الضروري تقليل الإصابات المحتملة ومراقبة الموظفين. الفكرة الرئيسية هنا هي معرفة أن الموظف على ما يرام مع الصحة ، وأنه هو المكان الذي يحتاج إليه وليس حيث لا. بالنسبة للنباتات التي تحتوي على الكثير من التروس المتحركة ، هذا أمر بالغ الأهمية. هناك العديد من أجهزة الاستشعار المختلفة ، من أجهزة تحليل الغاز إلى الأساور التي تراقب كل من النبض وحالة الموظف ، وموقعه. هذا يساعد على إخطار النظام في الوقت الذي ظهر فيه الموظف فجأة في مكانه في خطر في الوقت الحالي (على سبيل المثال ، رافعة متحركة أو تم التخطيط لإطلاق الغاز). في هذه الحالة ، سيقوم النظام بتعليق العملية وإبلاغ الشخص المسؤول تلقائيًا والانتظار حتى يغادر الشخص منطقة الخطر. وهناك أيضًا خوذات ذكية تكتشف وجود صدمة أو حامض على سطحها ، وتخطر على الفور الموظفين المسؤولين عن السلامة الصناعية.
زراعة
واجهت الزراعة مهمة إدارة التحكم في حركة المحاصيل. هذا يعني أنه كان من الضروري أن نفهم عندما يتم تفريغ الجمع ، عندما يتم تحميل وحدة النقل. من المهم أن نلاحظ مقدما أن الجمع بين الحديث يختلف كثيرا عن تلك التي ركبها الذئب في "انتظر لحظة" - اليوم هي آلة خطيرة مجهزة بجهاز كمبيوتر على متن الطائرة ، والتي تبلغ النظام الرئيسي عن حالتها والقياس عن بعد. هذا بالفعل حقيقة واقعة ، مثل هذه الدمج في الاتحاد الروسي ، بما في ذلك النماذج غير المأهولة.
بالطبع ، ما نقوم به الآن يستهدف على وجه التحديد أسطول المركبات الحالي - فهي ليست بدون طيار ، لكنها لا تزال "ذكية" ، فنحن نقوم آليًا بعملية اختيار الأجهزة نفسها وإنشاء نظام تحكم للعمل مع الأجهزة.
مراقبة الماشية
في Rostelecom ، مع شركات أخرى ، قمنا بتطبيق مراقبة الماشية. كانت مهمة الزراعة هنا - هناك حاجة لفهم متى تكون الأبقار جاهزة للتكاثر ، سواء كانت مريضة أم لا ، حيث ترعى بالضبط. كل هذا مهم من أجل تحديد أفضل اللحظات - لفهم ما إذا كانت البقرة مستعدة للتزاوج ، أو إذا كان رأسها مؤلمًا ، سواء حان الوقت للسماح للثيران بالخروج أو الانتظار ، للتفاعل في الوقت المناسب مع مرض الحيوان وما إلى ذلك. تساعد هذه الحلول على التحكم في حالة الحيوانات وتحسين جودة المنتج ومراقبة الربحية.
لماذا يوجد الذكاء الاصطناعي؟
لا يكفي مجرد جمع البيانات وتخزينها - بل عليك العمل معها. وهذا يساعد سيناريوهات التحليلات التنبؤية. على سبيل المثال ، قمنا بجمع البيانات ، بينما نعرف مكان وزمان جمع هذه البيانات ، نضيف إلى هذا المجلد حسابات معاهد أبحاث التصميم والمعلومات حول الأحداث الصناعية ، بما في ذلك الحالات الطارئة ، نضيف معلومات أساسية حول عمليات الصناعة ، لا يهم إذا كانت الطاقة أو الزراعة . نحن تطبيع هذه البيانات باستخدام الرياضيات والنماذج. ثم نضيف التحليلات ومكون التنبؤية.
تبدو وحدة التحليلات التنبؤية كما يلي:
هذا هو بناء نماذج تنبؤية. توجد دائرة يتم فيها نمذجة البيانات وأنظمة يتم تسجيلها بها. بالإضافة إلى ذلك - مجموعات بيانات الاختبار ومجموعات بيانات التدريب وبالطبع البيانات الحقيقية. هذه عملية مستمرة ، يجب زيادة تدريب النموذج. الآن مؤشر جيد للنموذج هو دقة 90 ٪. متوسط القيمة حتى الآن في معظم النماذج 85-87.
استعدادًا للاختراق ، تلقى المشاركون أسئلة حول هذا الموضوع.
هل ترغب في استبدال SCADA الحالي بـ IIoT؟سؤال جيد في الواقع ، SCADAs الحالية مختلفة جدا. إذا أخذنا في الاعتبار مفهوم IIoT ، فإن SCADA مناسبة له ، مثل أنظمة MES ، يمكن أن يقف أيضًا داخل IIoT. هذا لا يعني أنهم بحاجة إلى تغيير ، هناك العديد من الخيارات.
IIoT- منصة متصلة بنظام MES أو SCADA جاهز بالفعل.
عندما يكون هناك استبدال عالي الجودة للمعدات التي لا تحتاج إليها SCADA ، لأنها تعرف كيفية القيام بكل هذه الأشياء بسرعة على مستواها.
هناك مستوى الحافة حيث يتم تأطير SCADA في نسخة معينة من الضباب.
وهذا يعني أنه سيتم استبدال SCADA بـ SCADA في الضباب المنشور ، وسيكون مستوى Edge الجديد للمنصة ، تتم إدارته مركزيًا ، ولكنه يقع في نقطة محلية. وفي هذه البنية التحتية ، سينشر الحل أساسًا نفس SCADA ، ولكن في حلقة تحكم مختلفة.
لذلك ، كفئة SCADA ، لن تذهب إلى أي مكان ، بل يتم تحويلها ببساطة.
ما هي التحديات الرئيسية التي تواجه IIoT في Rostelecom؟الآن هذه هي 4 قطاعات - الزراعة والإنتاج والوقود وقطاع الطاقة والطاقة. رقمنة كل من الصناعات يبدو واعدا للغاية.
إن أنظمة التحكم في الأفراد في المؤسسات مثيرة للاهتمام - هل تعمل ، وكيف تتسم بالكفاءة ، هل تنتهك اللوائح. غالبًا ما يتم حل مثل هذه الحالات من خلال تحليلات الفيديو أو التحكم في الأجهزة التي يعمل بها الأشخاص ، وهذه هي الطريقة التي المصنع الذي أخذنا منه مجموعة البيانات للمهام. مع هذا النهج ، ضاعف المصنع إنتاجيته ، لمجرد أنهم بدأوا في البحث: الجهاز خاملاً = غير مستخدم. وهنا لا تتمثل النقطة في أن الموظفين قد عملوا على هذا النحو ، فقد تم ترتيب العمليات بأنفسهم هناك تمامًا ، وأحيانًا كانت هناك أوقات تعطل.
في أيامنا هذه ، تعتبر أنظمة إنتاج كايزن أو إنتاج العجاف ذات صلة ، كجزء من النظام ، يحتاج المدير إلى البيانات لاتخاذ القرارات. نحن بحاجة إلى جمع البيانات من أجهزة القياس ، ونحن بحاجة إلى تصورهم. ليس من قبيل الصدفة أن أتحدث غالبًا عن التصور ، إنه أمر مهم لأنه يساعد على النظر إلى نفس مجموعة البيانات من زوايا مختلفة.
حول hackathon
من أجل الاتصال معًا وكتابة حل IIoT للعمل الحقيقي ، تلقينا 434 طلبًا ، ونتيجة لذلك شارك 184 شخصًا - 35 فريقًا. هؤلاء هم المطورين المبتدئين الذين جربوا أيديهم في مجال جديد.
من بين هؤلاء ، وصل 33 فريقًا إلى خط النهاية وقدموا مشاريعهم ، 174 مشاركًا. نحن نبحث في أفضل منهم لشغل وظائف في Rostelecom.
هذا ما كان عليه الحال.
نسخة مقابلة فيديو
هنا .