Инфраструктурная IoT-платформа «Росатома»: цифровые двойники для SMB
Уже в течение нескольких лет госкорпорация «Росатом» активно развивает проекты в рамках направлений «умный город», «умный транспорт», «умное ЖКХ». Они предназначены для крупных организаций, государственных служб, муниципалитетов. Заказчики отмечают высокий технический уровень разработок «Росатома», ее гибкость к масштабированию.
«Росатом» продолжает развивать свои smart-разработки. Год назад на рынке появилась его новая разработка — «Инфраструктурная IoT-платформа». Это - импортонезависимое решение, созданное в проектном офисе «Русатом Инфраструктурные решения» (РИР), входящим в состав «Росатома». Платформа зарегистрирована в Реестре отечественного ПО.
Платформа первоначально предлагалась только крупному бизнесу. Но теперь этот список расширяется. При облачном внедрении платформы ею смогут пользоваться небольшие компании и даже отдельные пользователи. Независимо друг от друга, они смогут работать с инструментами «Инфраструктурной IoT-платформы», эффективно применять их для своих прикладных задач.
«Инфраструктурная IoT-платформа» «Росатома» уже применяется для «умного» управления зданиями и территориями, на транспорте, при эксплуатации ветрогенераторных установок, ведении экологического smart-мониторинга. Теперь к этому направлению сможет присоединиться и российский SMB-бизнес. Они смогут создавать собственные smart-решения с уровнем поддержки Enterprise.
Хотя официальных анонсов об открытии доступа к «Инфраструктурной IoT-платформе» «Росатома» для небольших компаний еще не было, уже известно, что корпорация ведет переговоры с крупными заказчиками, в число которых муниципальные образования, телеком-операторы, представители крупного бизнеса. Эти партнеры будут предлагать SMB решения на базе IoT-платформы «Росатома» под своим брендом.
Цифровые двойники
Чем же привлекательна новая платформа? Ответ: она позволяет создавать отечественные IoT-решения типа «цифровых двойников» (Digital Twins).
Цифровой двойник —это виртуальная модель, которая сосуществует вместе с определенным физическим объектом. Они могут иметь различную степень сложности, охватывать отдельные единицы оборудования или целые заводы или даже города.
Назначение цифрового двойника – моделировать работу подконтрольной системы в реальном времени, собирать данные с размещенных датчиков и обеспечивать достижение различных целей: оптимизации работы элементов установки или агрегата в целом до своевременного выявления неисправностей до момента возникновения аварийной ситуации, оповещения обслуживающего персонала и управления системой без рисков возникновения инцидентов или аварий.
Цифровой двойник оснащен функциями искусственного интеллекта (ИИ). Двойник дополняет существующие физические системы новыми свойствами и обеспечивает существенный рост эффективности их эксплуатации на всем жизненном цикле.
Цифровой двойник на платформе «Росатома»
«Инфраструктурная IoT-платформа» представляет собой отраслевое решение для строительства автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Это - динамическая SCADA-система, которая умеет собирать телеметрию с оборудования, проводить анализ его работы в реальном времени с применением функций ИИ, выявлять причины возникновения отклонений в работе элементов и перераспределять нагрузку с целью предотвращения наступления аварийных событий.
Если цифровая информационная модель на базе IoT регистрирует опасную ситуацию, то в ней инициализируются аварийные события. Система помогает операторам быстро отыскать в интерфейсе нужный элемент и оперативно получить дополнительную информацию. Для привлечения внимания к аварийному элементу инициируется «мигание» и звуковое оповещение.
Платформа автоматически контролирует дозволенный список принимаемых управленческих решений. Управление контролирует ИИ, который выбирает оптимальные действия в реальном времени, исходя из текущей ситуации.
Информационная модель является частью динамической модели цифрового двойника. Она позволяет визуализировать контролируемое оборудование в виде 3D-модели с отображением всего, что происходит на объекте.
Используя установленный набор IoT-датчиков, платформа ведет мониторинг работы всех подключенных систем. Управление технологическим оборудованием осуществляется в реальном времени, используя настроенные алгоритмы и встроенную логику (ИИ). Платформа управляет работой автоматики, контроллеров и других элементов, анализирует собираемую с датчиков информацию, выявляет степень загруженности оборудования, эффективность его использования, ведет учет потребления энергии, рассчитывает ключевые показатели энергоэффективности.
Пример визуализации информационной модели предприятия
Один из «секретов» получаемой высокой гибкости в управлении — это возможность заходить в отдельные «слои» и получать информацию о параметрах работы вложенных элементов. В результате все службы предприятия, в том числе аварийная, могут получать полную информацию об актуальном состоянии оборудования, уточнять текущие параметры при выезде на объект, иметь под рукой доступную документацию и список последних работ, проведенных службой эксплуатации.
Платформа собирает информацию автоматически. Полученные данные постоянно обогащают информационную модель «умного» объекта. Это открывает реальную возможность, например, для собственника здания планировать работы на объекте с учетом реальной ситуации. Теперь прокладка новых кабелей, установка или модернизация оборудования не будут зависеть от внимательности и добросовестности ремонтных рабочих.
Вся информация доступна наяву и обновляется в реальном времени, всегда готова для проектных расчетов. Можно быстро выявлять проблемные места с повышенной нагрузкой, оценивать, например, эффективность текущей работы системы вентиляции после монтажа нового оборудования.
Функциональные возможности ситуационного центра управления IoT-платформы «Росатома»
Управляемость системы
Как рассказал Валентин Чубаров, руководитель проектного офиса «Инфраструктурная IoT-платформа», эта разработка позволяет не только создавать цифровых информационных двойников, но и обладает высокой гибкостью в настройке и управлении.
Например, интерфейс системы может быть настроен для работы в режиме Full Code или Low Code. В первом случае будут доступны макрокоманды, с помощью которых можно запускать технологические процессы или перенастраивать их с учетом текущих требований.
Управление в режиме Low Code еще проще: можно пользоваться визуальными методами без знания языка программирования. Достаточно выбирать параметры контроля, и встроенный «интеллект» системы будет самостоятельно рассчитать наиболее рациональные значения, исходя из текущей ситуации.
Функция контроля IoT-платформы «Росатома» также отличается гибкостью. По умолчанию «красные линии» задают граничные параметры (пороговая температура, время ожидания или отклика, время запуска процесса). Но ответной реакцией не обязательна должна выступать блокировка, «красная черта» может отражать переход из одного состояния в другое. В этом случае выдается предупреждение, чтобы оператор мог обратить внимание на текущие процессы. Это помогает ему решать, существует ли угроза для возникновения нештатных ситуаций или нет.
Хотя выстроенная система напоминает автомат, чтобы «поиграться» с ним, надо понимать, как все работает. Платформа помогает правильно оценивать происходящие события и предсказывать дальнейшие действия системы. ИИ помогает процессам не выходить за критические ограничения, сохраняя гибкость в управлении.
Эффект больших данных
В чем притягательная сила цифровых двойников?
Секрет кроется в разнообразии данных, собираемых с помощью IoT-датчиков. На их базе разворачивается нейросеть, через которую обеспечивается слежение за показаниями и управление объектом в соответствии с заложенной логикой. Платформа самостоятельно выбирает требуемые для анализа данные, исходя из логики самообучающихся алгоритмов. В случае выявления необоснованных трендов в управлении, оператор может вмешаться в процесс и исправить ситуацию.
Для сбора могут использоваться коннекторы типов, которые подходят для установленных IoT-датчиков. Коннекторы LoRa, например, часто применяются внутри офисных помещений для обеспечения комфортного температурного режима, своевременного проветривания, контроля задымления. На промышленных предприятиях часто встречаются также датчики со специальными интерфейсами, например, для передача показаний со станка или электрощитка. Они требуют высокоскоростной обработки данных, поэтому для них применяются специально разработанные коннекторы. Собранные данные накапливаются в БД PostgreSQL.
Пользователи системы могут быть разделены на несколько уровней доступа к системе. Главный инженер сможет видеть через интерфейс все, что происходит в системе, профильный специалист сможет работать только с той частью, которая относится к его компетенции.
Выстроенная архитектура позволяет подключать компании малого и среднего бизнеса. Они смогут работать независимо друг от друга, имея в своем доступе полный набор функций, предоставляемых платформой «Росатома». Системный администратор только контролирует работы системных ресурсов, выделенных каждой компании.
Вопрос цены
Первые цифровые двойники могли стоить сотни миллионов долларов. Они создавались как специализированные платформы под конкретных задачи.
«Инфраструктурная IoT-платформа» «Росатома» также не является дешевой. Покупка ее лицензии стоит от 4 до 8 млн рублей, не считая затрат на аппаратную поддержку и техническое сопровождение. Новое предложение «Росатома» позволяет существенно снизить цены на предоставление ее функций в пользование небольшим компаниям.
Новая платформа «Росатома» впервые делает доступными технологии цифрового двойника для малого бизнеса. Перед ними открываются широкие горизонты по применению Больших данных и созданию собственных smart-систем на надежном отечественном решении.
На фото:
Опубликовано 30.10.2023