Hai
Baru-baru ini, bersama dengan Geekbrains, kami melakukan hackathon yang didedikasikan untuk Internet industri hal-hal IIoT dan sekarang mulai memposting serangkaian wawancara dengan para ahli kami. Yang pertama adalah percakapan dengan Nikolai Chevalier, kepala arsitek kantor proyek Industrial Internet of Things, Rostelecom.
Nikolay akan memberi tahu Anda apa itu industri Internet dan bagaimana perbedaannya dari IoT yang biasa, serta tentang solusi yang sudah dimiliki Rostelecom.
Di bawah cut - tentang peran IIoT dalam otomatisasi sistem perumahan, pertanian, kantor cerdas dan banyak lagi.
Nikolay Chevalier: slide ini adalah cerminan dari semua aspek teknologi yang mungkin saja ada dalam proyek Internet industri. Seperti yang dapat Anda lihat dari gambar, ada banyak aspek, jadi saya akan membahasnya secara singkat.
Internet Industri
Secara umum, Internet industri adalah babak baru otomatisasi, yang memungkinkan pencapaian tingkat kualitas yang lebih tinggi di berbagai industri. Di sini kita berbicara tentang pertanian, energi nuklir, dan metalurgi. Sebenarnya, ini adalah sub-bagian dari Internet hal-hal, tetapi berfokus khusus pada solusi industri. Struktur gambar harus dilihat dari bawah ke atas - dari sensor ke sistem informasi.
Sensor dan perangkat mengumpulkan informasi dari sistem fisik dan cyberfisik, dan ini memungkinkan kami untuk bekerja dengan data tersebut. Di sini kita memiliki semua jenis sensor, robot, analitik video, sistem keamanan (baik keamanan yang sudah dikenal maupun keselamatan pekerja).
Level induk -
Edge , ini adalah sistem yang terletak di sebelah perangkat yang sedang diproduksi. Langsung di pabrik dalam kontur proses teknologi. ACS TP (sistem kontrol proses otomatis), alarm kebakaran dan sistem serupa yang membutuhkan penundaan minimal dari terjadinya suatu peristiwa ke reaksi terhadapnya.
Yang lebih tinggi lagi adalah
Jaringan Transfer Data , yang tugasnya adalah mentransfer data ini ke pusat komputer untuk diproses lebih lanjut. Jaringan radio, jaringan overlay, jaringan tetap. Ngomong-ngomong, apa bedanya: jaringan tetap adalah jalur optik yang membawa tulang punggung seluruh sistem komunikasi secara umum. Tidak akan ada, tidak akan ada komunikasi radio, karena komunikasi radio tanpa optik tidak akan berfungsi. Ini mil terakhir komunikasi radio memungkinkan Anda untuk menghubungkan perangkat secara efisien dan cepat tanpa menarik kabel. Tetapi sampai mil terakhir ini diperlukan kabel. Jaringan yang ditumpangkan adalah sistem manajemen lalu lintas dan lalu lintas, dengan bantuan mereka dimungkinkan untuk mengatur jaringan pribadi khusus di atas struktur apa pun dengan tingkat perlindungan yang diperlukan.
Setelah jaringan -
infrastruktur pusat data (di sini, penyimpanan, server, IDS, firewall) dan perangkat lunak untuk bekerja dengan informasi (virtualisasi).
Pada tingkat yang sama, set klasik adalah pusat data itu sendiri, penyimpanan data, layanan cadangan, IaaS dan sejenisnya ...
Secara terpisah, saya perhatikan perangkat lunak yang memungkinkan Anda mengatur
pekerjaan dengan data , serta pemrosesan dan penyimpanannya. Masih ada tren yang sangat aktif dalam hal komputasi dalam memori, blockchain (di salah satu opsi utopis untuk pengembangan teknologi, berbagai solusi IIoT akan dapat berinteraksi satu sama lain sebagai bagian dari kontak cerdas).
Tingkat global berikutnya adalah
sistem yang lebih cerdas . Kecerdasan buatan, berbagai tagihan, sistem manajemen produksi, pemantauan keamanan, pengumpulan data dari semua tingkat keamanan menggunakan AI dan sistem analitik.
Secara umum, ini adalah garis besar singkat dari organisasi IIoT. Yang penting adalah: sistem keamanan informasi khusus diterapkan di setiap tingkat. Dan solusi yang dilindungi hanya dapat dipertimbangkan ketika semua levelnya dilindungi dan semua proses organisasi karyawan yang berinteraksi dengan solusi tersebut diperhitungkan.
Lebih detail
Jaringan
Slide ini tentang LP WAN. Ini adalah jaringan jarak jauh yang efisien energi. Standar yang paling terkenal dan mapan adalah LORA-WAN, SigFox, LTE-Cat NB (NB-ioT), LTE-CAT M1. Untuk memahami tingkat aksi jaringan tersebut, mereka lebih mudah untuk dibandingkan dengan jaringan rumah tangga. Di sini kita memiliki semua Bluetooth - ini adalah operasi dan komunikasi yang stabil dengan perangkat dalam radius beberapa meter hingga beberapa puluh meter. Lalu datanglah jaringan seluler - 2G, 3G, 4G. Dan di belakang mereka ada LP WAN, jaringan jarak jauh, mereka memiliki radius jangkauan terbesar dan mereka memungkinkan mencapai tingkat efisiensi energi tertentu. Misalnya, ada meteran gas yang mentransmisikan pembacaan sekali pada waktu tertentu, dan Anda tidak dapat mengganti baterai di atasnya selama 10 tahun.
Perlindungan Pusat Data
Berikut ini adalah slide dari kolega kami di bidang keamanan informasi yang menunjukkan ancaman umum.
Tentu saja, jika layanan ini hanya berfungsi untuk beberapa IP, Anda cukup menutup sirkuit, dan sudah memberi Anda tingkat perlindungan yang diperlukan. Tetapi jika ini adalah layanan terbuka yang melibatkan pengguna yang berinteraksi dengannya, maka ancaman jaringan yang sudah dikenal dapat ditambahkan di sini. Bot spam, serangan hacker, DDoS dan barang bagus lainnya. Untuk melindungi dari ini, sejumlah besar sarana teknis perlindungan digunakan, yang dalam keadaan darurat, memperingatkan pusat operasi keamanan - penjaga keamanan terlatih yang terlatih duduk di sana dan bereaksi terhadap peristiwa yang diberikan.
Layanan perumahan dan komunal
Untuk layanan perumahan dan komunal ada layanan khusus yang dikembangkan di Rostelecom, yang memungkinkan Anda untuk mengotomatiskan penerimaan data dari perangkat pengukuran yang berlokasi di apartemen hampir semua orang: air, meter listrik, baik individu maupun komunal. Jika sebelumnya nilai-nilai ini harus dimasukkan secara manual, yang mengarah pada pemborosan waktu dan transfer pembacaan yang tidak sepenuhnya benar, sekarang di Federasi Rusia sudah ada sejumlah kompleks di mana partisipasi manusia dalam proses ini sepenuhnya dikecualikan. Semua hal ini berhasil diotomatisasi dan mereka sendiri mengumpulkan bacaan dari semua sensor dan mengirimkannya ke manajemen dan perusahaan penyedia sumber daya.
Energetika
Selain layanan perumahan dan komunal secara umum, kami telah mengembangkan solusi khusus yang komprehensif untuk pengukuran listrik. Singkatan yang mengerikan ASKUE pada slide hanyalah Sistem Otomatis untuk Akuntansi Komersial Listrik. Apa yang dia lakukan jelas dari namanya. Ini adalah meter yang dipasang di gardu induk sendiri, di titik koneksi pengguna, di fasilitas pembangkit - semua ini memungkinkan insinyur listrik untuk memahami seberapa efisien layanan tersebut. Skema kerjanya sederhana: perangkat pengukuran - tautan saluran komunikasi - DPC - aplikasi yang memvisualisasikan dan memproses data.
Kantor pintar
Solusi kantor pintar membantu memperbaiki sejumlah indikator yang penting untuk pekerjaan nyaman seseorang di ruang kantor. Pertama-tama, ini adalah tingkat CO2 dan cahaya yang sering diremehkan, serta total konsumsi listrik. Ada dua “hares on the gun” sekaligus: lebih nyaman bagi karyawan untuk bekerja, dan membantu personel yang beroperasi untuk menghemat karena penggunaan sumber daya yang lebih rasional.
Pemantauan produksi
Selain kantor, ada industri yang lebih berbahaya di mana perlu untuk mengurangi kemungkinan cedera dan memantau personel. Gagasan utama di sini adalah untuk mengetahui bahwa karyawan itu baik-baik saja dengan kesehatan, dan bahwa ia adalah di mana ia dibutuhkan dan bukan di mana ia tidak. Untuk tanaman dengan banyak roda gigi yang bergerak, ini sangat penting. Ada banyak sensor yang berbeda, mulai dari penganalisis gas hingga gelang yang memantau denyut nadi dan kondisi karyawan, serta lokasinya. Ini membantu memberi tahu sistem tepat waktu bahwa karyawan tiba-tiba muncul di tempat ia dalam bahaya sekarang (misalnya, derek bergerak atau gas direncanakan akan dilepas). Dalam hal ini, sistem akan menangguhkan operasi, secara otomatis memberi tahu orang yang bertanggung jawab dan menunggu sampai seseorang meninggalkan zona bahaya. Dan ada juga helm pintar yang mendeteksi keberadaan guncangan atau asam di permukaannya, dan segera memberi tahu personel yang bertanggung jawab atas keselamatan industri.
Pertanian
Pertanian dihadapkan dengan tugas mengelola kontrol pergerakan tanaman. Ini berarti bahwa perlu untuk memahami kapan gabungan diturunkan, ketika modul transportasi dimuat. Penting untuk dicatat di muka bahwa penggabungan modern sangat berbeda dari yang dikendarai serigala di “Tunggu sebentar” - hari ini ia adalah mesin serius yang dilengkapi dengan komputer on-board, yang menginformasikan sistem utama status dan telemetri. Ini sudah menjadi kenyataan, gabungan semacam itu ada di Federasi Rusia, termasuk model tak berawak.
Tentu saja, apa yang kami lakukan sekarang ditujukan khusus untuk armada kendaraan saat ini - mereka tidak tanpa awak, tetapi masih "pintar", kami mengotomatiskan proses pemilihan perangkat itu sendiri dan membuat sistem kontrol untuk bekerja dengan perangkat.
Pemantauan ternak
Di Rostelecom, bersama dengan perusahaan lain, kami menerapkan pemantauan ternak. Tugas pertanian di sini adalah ini - ada kebutuhan untuk memahami kapan sapi siap berkembang biak, apakah mereka sakit atau tidak, di mana tepatnya mereka merumput. Ini semua penting untuk menentukan saat-saat terbaik - untuk memahami apakah sapi siap kawin, atau jika dia sakit kepala, apakah sudah waktunya membiarkan lembu jantan pergi atau menunggu, untuk bereaksi pada waktunya terhadap penyakit hewan dan sebagainya. Solusi semacam itu membantu mengendalikan kondisi hewan, dan meningkatkan kualitas produk, serta memantau keuntungan.
Mengapa ada kecerdasan buatan
Tidak cukup hanya mengumpulkan dan menyimpan data - Anda harus bekerja dengannya. Ini membantu skenario analitik prediktif. Misalnya, kami mengumpulkan data, sementara kami tahu di mana dan kapan data ini dikumpulkan, kami menambahkan perhitungan lembaga penelitian desain ke volume ini, informasi tentang peristiwa industri, termasuk kemungkinan, menambahkan informasi dasar tentang proses industri, tidak masalah apakah itu energi atau pertanian . Kami menormalkan data ini menggunakan matematika dan model. Dan kemudian kami menambahkan analitik dan komponen prediktif.
Modul analisis prediktif terlihat seperti ini:
Ini adalah konstruksi model prediksi. Ada sirkuit di mana data dimodelkan, dan sistem di mana mereka direkam. Selain itu - set data uji, set data pelatihan dan, tentu saja, data nyata. Ini adalah proses yang berkelanjutan, model harus dilatih lebih lanjut. Sekarang indikator yang baik untuk model ini adalah akurasi 90%. Nilai rata-rata sejauh ini di sebagian besar model adalah 85-87.
Dalam persiapan untuk hackathon, peserta menerima pertanyaan tentang topik tersebut.
Apakah Anda ingin mengganti SCADA yang ada dengan IIoT?Pertanyaan yang bagus Bahkan, SCADA yang ada sangat berbeda. Jika kita mempertimbangkan konsep IIoT, SCADA cocok untuknya, seperti sistem-MES, mereka juga dapat berdiri di dalam IIoT. Ini tidak berarti bahwa mereka perlu diubah, ada beberapa opsi.
Platform IIoT terhubung ke sistem MES atau SCADA sudah siap.
Ketika ada penggantian peralatan berkualitas tinggi yang tidak dibutuhkan SCADA, karena SCADA tahu bagaimana melakukan semua hal ini dengan cepat pada levelnya sendiri.
Ada tingkat Edge di mana SCADA dibingkai dalam versi kabut tertentu.
Artinya, SCADA akan digantikan oleh SCADA di kabut yang digunakan, itu akan menjadi Edge-level baru platform, dikelola secara terpusat, tetapi terletak di titik lokal. Dan dalam infrastruktur ini, solusinya pada dasarnya akan menggunakan SCADA yang sama, tetapi dalam loop kontrol yang berbeda.
Oleh karena itu, sebagai kelas SCADA, itu tidak akan pergi ke mana pun, itu hanya diubah.
Apa tantangan utama yang dihadapi IIoT Rostelecom?Sekarang ini ada 4 sektor - pertanian, produksi, bahan bakar dan sektor energi dan energi. Digitalisasi masing-masing industri tampaknya sangat menjanjikan.
Sistem kontrol orang di perusahaan menarik - apakah mereka bekerja, seberapa efisien, apakah mereka melanggar peraturan. Kasus-kasus seperti itu sering diselesaikan dengan analisis video atau kontrol mesin tempat orang bekerja, inilah cara pabrik tempat kami mengambil set data untuk tugas. Dengan pendekatan ini, pabrik menggandakan produktivitasnya, hanya karena mereka mulai terlihat: mesin menganggur = mereka tidak digunakan. Dan di sini intinya bukan bahwa karyawan bekerja begitu-begitu, prosesnya sendiri diatur di sana begitu saja, kadang-kadang ada downtime.
Saat ini, sistem produksi kaizen atau produksi ramping relevan, sebagai bagian dari sistem, manajer membutuhkan data untuk membuat keputusan. Kami perlu mengumpulkan data dari perangkat pengukuran, kami membutuhkan visualisasi. Bukan kebetulan bahwa saya sering berbicara tentang visualisasi, penting karena membantu untuk melihat kumpulan data yang sama dari sudut yang berbeda.
Tentang hackathon
Untuk panggilan untuk berkumpul dan menulis solusi IIoT untuk bisnis nyata, kami menerima 434 aplikasi, dan sebagai hasilnya 184 orang berpartisipasi - 35 tim. Ini adalah pengembang pemula yang telah mencoba tangan mereka di bidang baru.
Dari jumlah tersebut, 33 tim mencapai garis finish dan mempresentasikan proyek mereka, 174 peserta. Kami mencari yang terbaik dari mereka untuk posisi di Rostelecom.
Begitulah adanya.
Versi wawancara video di
sini .