Файл: Автоматизация на базе компьютерной технологии Промышленный интернет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Автомобильная промышленность.
В этой сфере могут быть реализованы системы мониторинга и плюс к тому механизмы взаимодействия между транспортными средствами (Vehicle to Vehicle, V2V), взаимодействия транспортного средства с инфраструктурой (Vehicle to Infrastructure, V2I). Снабжение автомобилей системами позиционирования в реальном времени (Real-time Locating Systems, RTLS) позволяет оптимизировать движение, а системами связи на малом расстоянии (Dedicated Short Range Communication, DSRC) — упростить прохождение пунктов оплаты, таможенных терминалов. Системы V2V и V2I позволяют организовать интеллектуальные транспортные сети, наладить идентификацию микроточкой, когда в неприметных местах наклеивается метка, содержащая персональный идентификационный номер автомобиля VIN, что в сочетании с технологией RFID сократит возможности хищения.
Телекоммуникации.
Промышленный интернет открывает возможности для объединения различных телекоммуникационных технологий с целью предоставления сервисов нового типа. Предполагается интеграция глобальной цифровой мобильной сотовой связи GSM с коммуникациями ближнего радиуса действия (Near Field Communication, NFC), персональными сетями на базе Bluetooth, беспроводными локальными сетями, беспроводными сенсорными сетями стандарта ZigBee в сочетании с системой глобального позиционирования и технологией идентификации абонента (SIM-карты). Такая интеграция позволит сервисам преодолевать границы различных административных доменов и образовывать необходимые пользователю композиции.
1.3. Особенности технологий промышленного интернета
Сегодня представление об умном доме распространяется на дорогие офисы, а Промышленного интернета демократизирует эти возможности прежде всего за счет использования массовых продуктов (произойдет примерно то же, что было с переходом от мэйнфреймов к ПК).
Близкие по смыслу преобразования возможны в медицине, в технике ухода за больными, в фармацевтике, в различных областях производства, в страховании и т. д.
Навигация внутри зданий. Как известно, сигнал GPS плохо относится к металлическим перекрытиям современных торгово-развлекательных и деловых центров. ГЛОНАСС к ним относится не менее чувствительно. В общем, сигнал "не пробивает". В то же время иные заведения (ну, кто так строит?!) представляют собой полноценные лабиринты, причем, иногда кажется, что неевклидовой геометрией строители совсем не брезгуют. Заблудиться в эдаких ТРЦ можно легко.
Решение: расставляем маячки в разных местах ТЦ с применением гвоздей и шурупов (чтоб не утащили), пишем приложение-навигатор, которое считывает показания сигналов маячков и пытается методом трилатирации\полигонометрии определить ваше положение в пространстве. Нужен только коннект в интернет, чтобы получить координаты и UUID маячков. Или не нужен - ввести заранее, а приложение просто периодически обновлять.
Разумеется, большой точности местоопределения не получить, но плюс-минус десять метров в помещении достаточно, чтобы найти дорогу к выходу.
Такси. Приложений для вызова такси уже пруд пруди. Они все разные. Но у всех есть один недостаток - чтобы найти вызванное такси на стоянке аэропорта, необходимо иметь орлиное зрение и дедуктивный склад ума. Кроме того, мониторинг и контроль - сел пассажир в авто, или таки не сел с помощью маяка можно автоматизировать.
Решение: приложение для смарта у нас уже есть по определению, осталось только поставить маяк в машину. При приближении в зону приема (это примерно 70 метров) приложение как минимум начинает пищать и привлекать внимание. При посадке в авто сигнал еще более мощный и приложение автоматом шлет диспетчеру сигнал "ок, машина едет".
Раздел 2.
2.1. Прогнозы и проблемы развития и промышленного интернета
Производственный процесс. Это для таких производств, где оперируют большими сборочными единицами. Или для логистических центров с контейнерами, например. В контейнер ставится маяк, а считывать их можно как стационарными постами, так и мобильными устройствами - подошел со смартом к контейнеру и тут же получаешь данные о нем. И не нужно ничего сканировать и/или считывать. Собственно, решение уже описано.
Социальные сети и игры - например, авточекин, когда приближаешься к определенному маяку. Не нужно ждать пока форсквер загрузит все свои точки и карты. И такой чекин обмануть уже нельзя. А для социальных игр есть масса сценариев типа "ночного дозора".
Хронологгер - а если из предыдущего варианта поток данных отправлять не Фейсбук, а в корпоративную систему, то можно создать систему учета времени и писать статистику перемещения сотрудников с целью оптимизации процессов. Нужно только не акцентировать внимание на поощрениях/наказаниях, а сделать процесс "рабочих чекинов" веселым, но полезным.
Если снабдить маячки каким-либо датчиком, который меняет значение "светящейся" информации (это можно сделать как раз с помощью переменных major и minor, входящих в UUID), то появляется возможность организации мониторинга окружающей среды "за недорого". Ограничение - радиус действия маяка. Если использовать простые, неэнергоемкие датчики типа "контакт", то на сроке службы батарейки маячка это никак не отразится. Возможность подключения таких датчиков, например, у Kontakt.io имеется.
Мобильные платежи можно сделать более безопасными введя третью разрешительную категорию для фиксации сделки - теперь к "иметь" (физический носитель) и "знать" (пароль/пин-код) можно ввести еще и "находиться". Айбикон может использоваться в качестве триггера местонахождения физического носителя. Сценарий примерно такой: вы бронируете место в кинотеатре и оплачиваете его. Но деньги с вашего счета не спишутся, пока вы со своим смартом и соответствующим приложением не явитесь лично в кинотеатр. Как только пришли, и ваш смарт зафиксировал близость соответствующего маяка - дается сигнал по проведению трансакции. Мне такой сценарий кажется более чем удобным. А
если идею развить и приложить, например, к городскому транспорту, то получается следующая схема - подписался на услугу в местном трамвайно-троллейбусном управлении, которые расставили маячки во всех своих ТС. Далее остается только аппрувить оплату за проезд при входе в салон.
Ещё пример: Приложение получает список маячков в зоне видимости с определенным Proximity UUID (поиск можно сузить, указав значение major или major/minor), и определяет расстояние до маячка в трех значениях Immediate (очень близко – в нескольких сантиметрах), Near (рядом – до 2 метров) и Far (далеко, но в зоне видимости) и погрешность расстояния в метрах. Полученные данные отдаются приложению, которое выполняет то, или иное действие.
Мониторинг региона.
Когда пользователь заходит в зону действия маячка или покидает ее, возникают соответствующие события.
Причем мониторинг работает даже когда приложение находится в фоне, а при наступлении события приложение будет разбужено и отработан заданный сценарий.
В каких же мирных целях можно использовать этот сценарий? И вот тут необходимо включить ту самую фантазию и воображение из самого первого абзаца.
Например, айбикон можно использовать в музейно-экскурсоводном деле - проходишь мимо памятника на Тверской площади, и бац! У тебя в смарте имеется вся информация, где выясняется, что когда-то эта площадь называлась Скобелевская - в честь героя Русско-турецкой войны генерала М. Д. Скобелева (1843—1882), а на площади стоял памятник финского гранита работы П.А. Самсонова (памятник в 1918 снесли большевики, а на его месте водрузили стеллу в честь Конституции РСФР, которую опять снесли в 1947 году и поставили памятник Ю.Долгорукому, в честь 800-летия Москвы).
Современные машины и механизмы могут взаимодействовать между собой (Machine-to-Machine - машина к машине, M2M), с инфраструктурой внешней среды (Machine-to-Infrastructure M2I) и с природой (Machine-to-Nature, M2N). Межмашинное взаимодействие иногда определяют как набор технологий, позволяющих машинам обмениваться информацией друг с другом или передавать ее в одностороннем порядке.
Однако машины могут обмениваться исключительно данными, но не информацией, и это важно для понимания сущности взаимодействия. В ряде работ M2M отождествляется с Промышленного интернета, что категорически неверно, поскольку сегодня мы понимаем Интернет расширительно, не только как способ передачи данных между узлами сети с использованием определенных протоколов и технологий. В Интернет мы включаем сервисы, и для многих, если не для большинства пользователей, нет различия между World Wide Web и Интернетом, главное — возможность взаимодействия человека с сетью, с сервисами сети, отсюда следует Internet of People. То же самое и в случае с Промышленного интернета — здесь под Интернетом понимается возможность взаимодействия между машинами, и совершенно не обязательно, что для этого используются те или иные протоколы. Иначе говоря, M2M — это физическая основа Промышленного интернета, а используются или не используются при этом протоколы, значения не имеет.
Межмашинное взаимодействие началось с систем автоматизации, телеметрии и того, что называют системами диспетчерского управления и сбора данных (Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA). Классические системы этого типа собирают немного, по современным понятиям, данных и направляют их в центральный узел, где они обрабатываются компьютерами и анализируются людьми. Такие системы были специализированными, строились с использованием «тяжелого» оборудования с высоким энергопотреблением, а связь в 99,9% случаев была организована по проводам. Нынешние M2M отличаются применением универсальных датчиков, стандартных систем передачи данных, главным образом беспроводных, минимальным потреблением энергии, отсутствием обязательной централизации и обработкой данных, поступающих от большого числа датчиков. Главное — интеллект системы распределен по иерархии (рис. 3).
Рис. 3. Иерархия устройств
Раздел 3 Применение технологии Промышленный интернет
Рассмотрим примеры применения технологии Пив
Транспорт.
Успешный пример внедрения ПИВ-технологий в повседневную жизнь — это реализация системы мониторинга, оплаты и геолокации общественного транспорта в городах: на остановках есть электронное табло, на котором отображается информация о номере маршрута и отрезке времени, через которое данный вид транспорта приедет на остановку. Кроме того, движение маршрутного транспорта можно интерактивно отслеживать на экране мобильных устройств в специальном приложении. Оплата за услуги проезда может осуществляться по специальным картам, банковской картой по безналичному расчету или разовым/многоразовым электронным.
Энергосбережение
Примером удачно реализованного проекта в сфереэнергосбережения можно считать внедрение системы интеллектуальных счетчиков электроэнергии в г. Москва. Данные со счетчиков в онлайн-режиме передаются на центральный сервер компании-поставщика услуг, оплата за которые происходит в режиме-онлайн через систему интернет-банкинг
Авиастроение
В июле 2019-го руководство Иркустского авиазавода при поддержке министерства промышленности и торговли РФ представило амбициозный проект «Индустрия 4.0», который был дистанционно запущен в тестовом режиме лично замминистра. Демо-модель воспроизводит полный цикл сборки авиалайнера МС-21 в т. н. виртуальном цехе. Прямо на презентации был запущен станок, который создает ключевую авиа-деталь любого самолета — крепежный болт.
Удаленный мониторинг и предикативная диагностика
За счет автоматизации процессов мониторинга и просчета возможных неисправностей на всех этапах изготовления продукции возможен точный просчет всех возможных рисков на любом уровне управления производственными процессами, минимизация издержек на амортизацию рабочего оборудования и повышение скорости производства. Эта модель работает в рамках внедрения на предприятиях технологии-ПИВ и называется предикативной диагностикой.
Фермерские и сельские хозяйства
За счет автоматизации процессов возможен контроль поставок и качества полученного натурального продукта. Специально ориентированные датчики могут проверять условия производства — влажность земли, ее минеральное насыщение, погоду, температуру животных, контролировать перемещение животных, их кормление или системы полива и внесения удобрений в почву.
Медицина: при применении ПИВ возможно планирования общей функциональности оздоровительных учреждений. Среди контролируемых факторов — сами пациенты и их здоровье, мониторы состояния, аппаратура поддержки жизни или терапевтическое оборудование, наличие лекарств и продуктов, а также обеспеченность персонала средствами защиты. Важна в медицине, и регуляция температуры воздуха в помещениях, с постоянной поддержкой необходимой стерильности.
Заключение
Многие предприятия положительно относятся к тому факту, что мир становится все более взаимосвязан, некоторые компании уже начали использование технологий «Промышленного интернета», другие, и их значительно больше, планируют внедрять технологии в ближайшее время. Конечно, есть множество практических аспектов, прежде всего, технические и внутренние, которые препятствуют быстрому и легкому внедрению технологий, но возможности «Промышленного интернета» для деловой и социальной жизни просто безграничны. Конкретные проблемы и предположения «что если» позволяют разработчиками фокусироваться на поиске конкретных решений для реальных задач. В свою очередь, воплощение идей, вначале казавшихся фантастическими, сильнее всего мотивирует разработчиков на создание новых технологий.
Преградой на пути создания полноценного Промышленного интернета эксперты называют неэффективное энергоснабжение. Каждый задействованный в IOT датчик (температуры, давления, движения, скорости и т.д. и т.п.), каждая измерительная система должны быть максимально автономны, а это значит, что стандартные способы обеспечения их электричеством не подходят. В идеале нужно научить сенсоры получать энергию из нескольких источников сразу, например, от Солнца, ветра, вибраций, и т.д. Конечно, для этого требуется разработать единые технологические стандарты – чтобы устройства разных производителей могли беспрепятственно "понимать" друг друга. Пока конкретных соглашений компаниям никто не предлагал, тем не менее определенные подвижки в этом направлении есть.