Quelles solutions Rostelecom propose-t-il pour IIoT

Salut

Récemment, en collaboration avec Geekbrains, nous avons organisé un hackathon dédié à l'Internet industriel des objets IIoT et commençons maintenant à publier une série d'entretiens avec nos experts. Le premier d'entre eux est une conversation avec Nikolai Chevalier, l'architecte en chef du bureau de projet de l'Internet industriel des objets, Rostelecom.



Nikolay vous expliquera en quoi consiste l'Internet industriel des objets et en quoi il diffère de l'IoT habituel, ainsi que des solutions que Rostelecom possède déjà.

Under the cut - sur le rôle de l'IIoT dans l'automatisation des systèmes de logement, de l'agriculture, des bureaux intelligents et bien plus encore.



Nikolay Chevalier: cette diapositive est le reflet de tous les aspects technologiques qui peuvent d'une manière ou d'une autre être présents dans les projets Internet industriels. Comme vous pouvez le voir sur la photo, il y a beaucoup d'aspects, donc je vais parler brièvement de chacun d'eux.

Internet industriel

De manière générale, l'Internet industriel est un nouveau cycle d'automatisation, qui permet d'atteindre un niveau de qualité plus élevé dans diverses industries. Nous parlons ici d'agriculture, d'énergie nucléaire et de métallurgie. En fait, il s'agit d'une sous-section de l'Internet des objets, mais elle se concentre spécifiquement sur les solutions industrielles. La structure de l'image doit être vue de bas en haut - des capteurs aux systèmes d'information.

Les capteurs et les appareils collectent des informations à partir de systèmes physiques et cyberphysiques, ce qui nous permet de travailler avec de telles données. Nous avons ici toutes sortes de capteurs, robots, analyses vidéo, systèmes de sécurité (à la fois familiers et sécuritaires).

Niveau parent - Edge , ce sont des systèmes situés à côté des appareils en production. Directement dans les usines aux contours des processus technologiques. ACS TP (système de contrôle automatique des processus), alarmes incendie et systèmes similaires nécessitant un délai minimal entre la survenance d'un événement et sa réaction.

Le réseau de transfert de données est encore plus élevé, dont la tâche consiste à transférer ces données vers des centres informatiques pour un traitement ultérieur. Réseaux radio, réseaux superposés, réseaux fixes. Soit dit en passant, quelle est la différence: les réseaux fixes sont des lignes optiques qui portent l'épine dorsale de l'ensemble du système de communication en général. Il n'y en aura pas, il n'y aura pas de communications radio, car les communications radio sans optique ne fonctionneront pas. Ce dernier kilomètre de communication radio vous permet de connecter efficacement et rapidement des appareils sans tirer sur le câble. Mais jusqu'à ce dernier kilomètre, un câble est nécessaire. Les réseaux superposés sont des systèmes de routage et de gestion du trafic, avec leur aide, il est possible d'organiser des réseaux privés dédiés au-dessus de toute structure avec le niveau de protection nécessaire.

Après les réseaux - l' infrastructure des centres de données (ici, stockage, serveurs, IDS, pare-feu) et des logiciels pour travailler avec des informations (virtualisation).

Au même niveau, l'ensemble classique est les centres de données eux-mêmes, le stockage de données, les services de sauvegarde, l'IaaS et similaires ...

Par ailleurs, je note les logiciels qui vous permettent d'organiser le travail avec les données , ainsi que leur traitement et leur stockage. Il existe toujours une tendance très active en matière de calcul en mémoire, blockchain (dans l'une des options utopiques pour le développement technologique, différentes solutions IIoT pourront interagir entre elles dans le cadre de contacts intelligents).

Le prochain niveau mondial est celui des systèmes plus intelligents . Intelligence artificielle, facturation variée, systèmes de gestion de la production, surveillance de la sécurité, collecte de données à tous les niveaux de sécurité à l'aide de l'IA et de systèmes d'analyse.

En général, il s'agit d'un bref aperçu de l'organisation de l'IIoT. L'important est que des systèmes spéciaux de sécurité de l'information soient appliqués à chaque niveau. Et une solution protégée ne peut être envisagée que lorsque tous ses niveaux sont protégés et que tous les processus organisationnels des employés qui interagissent avec une telle solution sont pris en compte.

Plus détaillé

Réseaux

Cette diapositive concerne LP WAN. Ce sont des réseaux longue distance à haut rendement énergétique. Les normes les plus connues et établies sont LORA-WAN, SigFox, LTE-Cat NB (NB-ioT), LTE-CAT M1. Pour comprendre le niveau d'action de tels réseaux, ils sont plus faciles à comparer avec ceux des ménages. Ici, nous avons tout Bluetooth - c'est un fonctionnement stable et une communication avec des appareils dans un rayon de quelques mètres à quelques dizaines de mètres. Vient ensuite le réseau cellulaire - 2G, 3G, 4G. Et déjà derrière eux se trouvent LP WAN, les réseaux longue portée, ils ont le plus grand rayon de couverture et permettent d'atteindre un certain niveau d'efficacité énergétique. Par exemple, il y a un compteur de gaz qui transmet les lectures une fois à un moment donné, et vous ne pouvez pas changer la batterie dessus pendant 10 ans.

Protection du centre de données

Voici une diapositive de nos collègues dans le domaine de la sécurité de l'information qui montre les menaces courantes.



Bien sûr, si le service ne fonctionne que pour quelques adresses IP, vous pouvez simplement fermer le circuit et vous fournir déjà le niveau de protection nécessaire. Mais s'il s'agit d'un service ouvert impliquant des utilisateurs interagissant avec lui, des menaces réseau familières peuvent déjà être ajoutées ici. Spam bots, attaques de pirates, DDoS et autres biens. Pour se protéger contre cela, un grand nombre de moyens techniques de protection sont utilisés qui, en cas d'urgence, alertent les centres d'opérations de sécurité - des gardes de sécurité spécialement formés s'y assoient et réagissent aux événements donnés.

Logement et services communaux

Pour le logement et les services communaux, il existe un service spécial développé à Rostelecom, qui vous permet d'automatiser la réception des données des appareils de mesure situés dans l'appartement de presque tout le monde: eau, compteurs d'électricité, individuels et communaux. Si auparavant, ces valeurs devaient être saisies manuellement, ce qui entraîne une perte de temps et le transfert de lectures pas entièrement correctes, il existe désormais dans la Fédération de Russie un certain nombre de complexes où la participation humaine à ce processus est complètement exclue. Toutes ces choses sont automatisées avec succès et elles-mêmes collectent les lectures de tous les capteurs et les transmettent aux sociétés de gestion et d'approvisionnement en ressources.

Énergétique

En plus du logement et des services communaux en général, nous avons développé une solution spéciale complète pour le comptage d'électricité. L'abréviation terrible ASKUE sur la diapositive n'est qu'un système automatisé de comptabilité commerciale de l'électricité. Ce qu'elle fait ressort clairement du nom. Ce sont des compteurs installés dans les sous-stations elles-mêmes, aux points de connexion des utilisateurs, dans les installations de production - tout cela permet aux ingénieurs en électricité de comprendre l'efficacité des services. Le schéma de travail est simple: appareil de mesure - liaison du canal de communication - DPC - une application qui visualise et traite les données.

Bureau intelligent

La solution de bureau intelligent aide à fixer un certain nombre d'indicateurs qui sont importants pour le travail confortable d'une personne dans l'espace de bureau. Tout d'abord, ce sont les niveaux de CO2 et d'éclairage souvent sous-estimés, ainsi que la consommation totale d'électricité. Il y a deux «lièvres sur le pistolet» à la fois: il est plus confortable pour les employés de travailler et aide le personnel d'exploitation à économiser grâce à une utilisation plus rationnelle des ressources.

Suivi de production

En plus des bureaux, il existe des industries plus dangereuses où il est nécessaire de réduire les blessures possibles et de surveiller le personnel. L'idée principale ici est de savoir que l'employé est en bonne santé et qu'il est là où il a besoin et non où il n'est pas. Pour les plantes avec beaucoup d'engrenages en mouvement, cela est crucial. Il existe de nombreux capteurs différents, des analyseurs de gaz aux bracelets qui surveillent à la fois le pouls et l'état de l'employé, ainsi que sa localisation. Cela permet d'avertir le système à temps que l'employé est soudainement apparu là où il est en danger en ce moment (par exemple, une grue se déplace ou du gaz devrait être libéré). Dans ce cas, le système suspendra le fonctionnement, informera automatiquement la personne responsable et attendra qu'une personne quitte la zone de danger. Et il existe également des casques intelligents qui détectent la présence de chocs ou d'acide à leur surface, et avertissent immédiatement le personnel responsable de la sécurité industrielle.

L'agriculture

L'agriculture était confrontée à la tâche de gérer le contrôle des mouvements des cultures. Cela signifiait qu'il était nécessaire de comprendre quand la moissonneuse-batteuse est déchargée, lorsque le module de transport est en cours de chargement. Il est important de noter à l'avance que la moissonneuse-batteuse moderne est très différente de celle sur laquelle le loup est monté dans "Attendez une minute" - c'est aujourd'hui une machine sérieuse équipée d'un ordinateur de bord, qui informe le système principal de son statut et de la télémétrie. C'est déjà une réalité, ces moissonneuses-batteuses sont en Fédération de Russie, y compris les modèles sans pilote.

Bien sûr, ce que nous faisons maintenant vise spécifiquement le parc de véhicules actuel - ils ne sont pas sans pilote, mais toujours «intelligents», nous automatisons le processus de sélection des appareils eux-mêmes et créons un système de contrôle pour travailler avec les appareils.

Surveillance des bovins

À Rostelecom, en collaboration avec d'autres sociétés, nous avons mis en place une surveillance des bovins. La tâche de l'agriculture ici était la suivante: il faut savoir quand les vaches sont prêtes à se reproduire, qu'elles soient malades ou non, où exactement elles paissent. Tout cela est important pour déterminer les meilleurs moments - pour savoir si la vache est prête à s'accoupler, ou si elle a mal à la tête, est-il temps de laisser partir les taureaux ou d'attendre, de réagir à temps à la maladie de l'animal, etc. Ces solutions aident à contrôler l'état des animaux, à améliorer la qualité des produits et à surveiller la rentabilité.

Pourquoi l'intelligence artificielle

Il ne suffit pas de simplement collecter et stocker des données - vous devez travailler avec elles. Cela aide les scénarios d'analyse prédictive. Par exemple, nous avons collecté des données, alors que nous savons où et quand ces données ont été collectées, nous ajoutons les calculs des instituts de recherche en conception à ce volume, des informations sur les événements industriels, y compris les imprévus, ajoutons des informations de base sur les processus industriels, peu importe qu'il s'agisse d'énergie ou d'agriculture . Nous normalisons ces données à l'aide de mathématiques et de modèles. Et puis nous ajoutons des analyses et un composant prédictif.

Le module d'analyse prédictive ressemble à ceci:



Il s'agit de la construction de modèles prédictifs. Il existe un circuit dans lequel les données sont modélisées et des systèmes dans lesquels elles sont enregistrées. En outre - des jeux de données de test, des jeux de données de formation et, bien sûr, des données réelles. Il s'agit d'un processus continu, le modèle doit être davantage formé. Maintenant, un bon indicateur pour le modèle est une précision de 90%. Jusqu'à présent, la valeur moyenne de la plupart des modèles est de 85 à 87.

En préparation du hackathon, les participants ont reçu des questions sur le sujet.

Souhaitez-vous remplacer le SCADA existant par IIoT?

Bonne question. En fait, les SCADA existants sont très différents. Si nous considérons le concept même de l'IIoT, SCADA lui convient, tout comme les systèmes MES, ils peuvent également faire partie de l'IIoT. Cela ne signifie pas qu'ils doivent être modifiés, il existe plusieurs options.

La plate-forme IIoT est connectée au système MES ou SCADA est déjà prêt.
Lorsqu'il y a un remplacement de haute qualité de l'équipement dont SCADA n'a pas besoin, car il sait faire toutes ces choses rapidement à son propre niveau.
Il existe un niveau Edge où SCADA est encadré dans une certaine version de brouillard.

Autrement dit, SCADA sera remplacé par SCADA dans le brouillard déployé, ce sera le nouveau niveau Edge de la plate-forme, géré de manière centrale, mais situé à un point local. Et dans cette infrastructure, la solution déploiera essentiellement le même SCADA, mais dans une boucle de contrôle différente.

Par conséquent, en tant que classe SCADA, elle n'ira nulle part, elle est simplement transformée.

Quels sont les principaux défis auxquels est confronté l'IIoT de Rostelecom?

Maintenant, ce sont 4 secteurs - l'agriculture, la production, le secteur des combustibles et de l'énergie et l'énergie. La numérisation de chacune des industries semble très prometteuse.

Les systèmes de contrôle des personnes dans les entreprises sont intéressants - fonctionnent-ils, avec quelle efficacité, violent-ils les réglementations? De tels cas sont souvent résolus par l'analyse vidéo ou le contrôle des machines pour lesquelles les gens travaillent, c'est ainsi que l'usine à partir de laquelle nous avons pris l'ensemble de données pour les tâches. Avec cette approche, l'usine a doublé sa productivité, tout simplement parce qu'ils ont commencé à regarder: la machine est inactive = ils ne sont pas utilisés. Et ici, le fait n'est pas que les employés travaillaient comme ça, les processus eux-mêmes étaient organisés comme ça, parfois il y avait des temps d'arrêt.

De nos jours, les systèmes de production kaizen ou la production allégée sont pertinents, dans le cadre du système, le gestionnaire a besoin de données pour prendre des décisions. Nous devons collecter des données à partir d'appareils de mesure, nous avons besoin de leur visualisation. Ce n'est pas un hasard si je parle souvent de visualisation, c'est important car cela permet de regarder le même ensemble de données sous différents angles.

À propos de hackathon

Pour que l'appel se réunisse et rédige une solution IIoT pour les entreprises réelles, nous avons reçu 434 candidatures, et en conséquence 184 personnes ont participé - 35 équipes. Ce sont des développeurs novices qui se sont essayés dans un nouveau domaine.

Parmi eux, 33 équipes ont atteint la ligne d'arrivée et présenté leurs projets, 174 participants. Nous recherchons les meilleurs d'entre eux pour des postes à Rostelecom. C'était comme ça.

Version interview vidéo ici .