Veracomp.pl  »  O Firmie  »  Centrum Prasowe    Aktualności

O FIRMIE

Czy IoT w przemyśle ma przed sobą przyszłość?

Odpowiadając na pytanie o przyszłość Internet of Things w przemyśle (czyli M2M – Machinie to Machine Communcations) i tego jak mogą skorzystać na tym resellerzy, warto przeprowadzić analizę teraźniejszości i przyszłości IoT na pięciu poziomach.

Jako poziom pierwszy przyjmijmy różnego rodzaju sensory i czujniki wykorzystywane w przemyśle: np. kamery IP,  temperatury wilgotności ciśnienia, zarówno występujące samodzielnie w wykonaniu przemysłowym, jak i te w smartfonach pracowników. Do tego poziomu zaliczam również inteligentne liczniki energii elektrycznej, siłowniki bramowe, zawory, pompy czy nawet całe maszyny, np. obrabiarki CNC.

Na poziomie drugim wszystkie te elementy mogą być łączone w jedną sieć przemysłową przy pomocy odpowiednich protokołów transmisji (protokoły przemysłowe, jak np. Modbus czy RS-485, ale także dobrze znane w świecie IT protokoły z rodziny 802.3 Ethernet, 802.11 Wi-Fi czy nowy protokół 802.15.4) z lokalnymi serwerami, gdzie dane z sensorów miałyby być wstępnie gromadzone, ewentualnie skąd następowałoby sterowanie sensorami i maszynami.

Trzecim poziomem jest – można nazwać roboczo - SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – system informatyczny nadzorujący przebieg danego procesu technologicznego lub produkcyjnego.

Ze względu na swoją specyfikę umieściłbym tu także inne krytyczne systemy operujące w czasie rzeczywistym, np. sterujące zasilaniem zakładu media technologiczne (woda, gaz, para, prąd)  oraz zarządzające bezpieczeństwem procesów, monitorujące zarządzanie odpadami, oczyszczaniem ścieków i gazów.

Na czwartym poziomie umieściłbym oprogramowanie np. ERP/MRP/CAM kontrolujące podstawowe procesy biznesowe na poziomie wyższym niż dana linia produkcyjna, czyli np.

  1. zamówienie surowców i półfabrykatów  u poddostawców,
  2. nadzór produkcji poszczególnych elementów i kontrola ich jakości,
  3. montaż podzespołów, ponowna kontrola jakości, pakowanie i spedycja, oznaczenie partii, archiwizacja numerów seryjnych, zarządzanie magazynem wyrobów gotowych
  4. zarządzanie produktywnością  i materiałochłonnością, nadzorujące zgodność z normami prawnymi BHP oraz ochroną środowiska,
  5. nadzór nad zużyciem i ewentualnym serwisem czy remontami maszyn i całych linii.

Wreszcie poziom piąty, w którym MRP może przy sieci VPN oraz z pomocą protokołów klasy XML wymieniać dane z dostawcami i klientami w celu automatyzacji procesów zakupowych, sprzedażowych czy reklamacyjnych.

Jak zatem IoT będzie zmieniał przemysł?

Na poziomie pierwszym, ze względu na postępy w algorytmach rozpoznawania obrazu, nastąpi szersze wykorzystanie kamer IP o wysokiej rozdzielności i szerokim kącie widzenia (180 stopni) jako sposób na kontrolę jakości produktu, bezpieczeństwa pracowników, nadzoru całej linii, optymalizacji produktywności. Za kilka lat, oprócz kamer, pojawią się również mikrofony – jako podstawowy  interfejs komunikacji z maszyną dla robotnika mającego zajęte ręce. Oczywiście postępy w druku 3D zmienią rolę wtryskarek i obrabiarek CNC w procesie produkcji małoseryjnej (prototypowanie), ale ze względu na swoją specyfikę uważam, że ten segment pozostanie poza zasięgiem tradycyjnego kanału IT, w przeciwieństwie do monitoringu wizyjnego, fonicznego i sensorów innych podstawowych wielkości fizycznych.

Analizując możliwe zmiany na poziomie drugim i trzecim trzeba pamiętać, że systemy SCADA, pracując w czasie rzeczywistym, kiepsko znoszą wszelkiego rodzaju opóźnienia i timeouty, choć nie wymagają od używanych protokołów wielkiego pasma. Dlatego ewentualne przejście sterowników PLC na wszelkiego rodzaju sieci bezprzewodowe, będzie możliwe tylko w przypadku zapewnienia przez te sieci wysokiego QoS oraz niezawodności. W praktyce oznacza to stosowanie protokołów 802.11ac z topologią mesh wykorzystującą dużą liczbę access pointów ze zdublowanymi kontrolerami, przynajmniej zanim nie nastąpi pełna dojrzałość i akceptacja rynku dla nowych alternatywnych protokołów bezprzewodowych, jak np. 802.15.4. To założenie nie jest istotne, jeśli dany sensor nie dostarcza do SCAD-y danych o charakterze krytycznym.

Takie sieci Wi-Fi w przypadku niektórych producentów, np. Aruba, umożliwiają precyzyjną (kilkadziesiąt cm) lokalizację użytkownika czy przedmiotu w stalowej hali, gdzie zastosowanie klasycznych systemów GPS nie jest możliwe. Może to posłużyć do analizy i optymalizacji torów wózków widłowych czy autonomicznych transporterów półproduktów. Ten obszar może stanowić świetne źródło dochodów dla resellera, gdyż wiedza związana z projektowaniem takich sieci radiowych w obiektach przemysłowych wcale nie jest powszechna – jest to technologia wschodząca. Uzupełnieniem takiej aplikacji są oczywiście wszelkie technologie związane z etykietowaniem towarów przez RFID.

Kwestie bezpieczeństwa w SCADA (zarówno autentyczności przesyłanych danych, jak i ich poufności) są kluczowe ze względu na charakter SCADA - takie ataki mogą spowodować olbrzymie straty, a nawet ofiary w ludziach. Warto przypomnieć, że słynny atak Stuxnet w Iranie, de facto atak APT na system klasy SCADA nie mający przecież dostępu do Internetu, doprowadził do fizycznego zniszczenia wirówek uranowych.

Szczególnie istotne do ochrony SCAD-y są: detekcja intruzów wewnątrz sieci (systemy NAC), analiza kodu (systemy IPS i sandboksy), analiza ataków wolnozmiennych (systemy SIEM), jak i uwierzytelnianie całych sensorów (np. kamer IP) certyfikatami SSL.

Nawet dla resellerów IT niespecjalizujących się już w systemach typu SCADA, interesującymi obszarami kompetencji może być właśnie bezpieczeństwo IT – projektowanie i audyty systemów oraz usługi zarządzania bezpieczeństwem (MSSP - Managed Security Service Provider). Popularyzacja IoT tylko zwiększy podatność na ataki, w związku z tym wzrośnie popyt na rozwiązania bezpieczeństwa w tym sektorze.

Wreszcie na poziomie czwartym i piątym, ze względu na wzrost liczby czujników o dwa rzędy wielkości, ciągle problemem pozostanie kwestia wydajności i związane z nimi konsolidacja zasobów, wirtualizacja, a dla większych firm bezpieczeństwo ewentualnej chmury prywatnej.

Jedynym sposobem percepcji i analizy olbrzymiej ilości przetwarzanych danych dla operatorów systemów SCADA i MRP będzie ich wizualizacja. Wzrośnie popyt na systemy wielomonitorowe i rzutniki. Presja na dalszą redukcję kosztów pracowniczych spowoduje wzrost popularności systemów wideokonferencyjnych, a możliwość zdalnej konfiguracji maszyn sprawi, że w dalszej przyszłości (ok. 20 lat) całe zakłady będą mogły być zarządzane zdalnie przez specjalistów z innych miast.

Mariusz Kochański, Członek Zarządu, Dyrektor Działu Systemów Sieciowych, Veracomp SA

Opublikowano