Cieľom priemyselnej inteligencie je zachraňovať životy predchádzaním katastrofám

23. marca 2005 vybuchla ropná rafinéria BP Plc v Texase, ktorá zabila 15 ľudí a zranila viac ako 170. Príčinou explózie boli zamestnanci spoločnosti BP, ktorí preplnili a prehriali dôležitý kus zariadenia na spracovanie ropy, informoval v tom čase Guardian. Spoločnosť BP nakoniec vyplatila viac ako 3 miliardy dolárov na zaplatenie pokút, riešenie súdnych sporov a zlepšenie rafinérie, ktorú spoločnosť Marathon Petroleum Corp. kúpila začiatkom roka 2013 za 2, 5 miliardy dolárov.

Toto je len jeden príklad z dlhého zoznamu katastrof, pretože v energetickom sektore môžu zariadenia a podobné zariadenia katastroficky explodovať. To je už dlho skutočnosť života. Dodávatelia, ktorí sú priekopníkmi v infraštruktúre priemyselného internetu vecí (IIoT), sa však snažia pomôcť predchádzať takýmto nehodám prostredníctvom automatizácie. Platformy IIoT poskytujú monitorovanie v reálnom čase a preventívnu údržbu, ktoré majiteľom elektrární a prevádzkovateľom umožňujú rýchlejšie reagovať na núdzové situácie. Táto reakčná doba sa urýchľuje prostredníctvom virtualizácie, ktorá pomáha znižovať latenciu aplikácií IoT, ktoré fungujú v zariadeniach, ako sú ropné rafinérie a elektrárne. Rozhodnutia o zariadeniach v elektrárňach a chemických závodoch sa musia robiť v reálnom čase, aby sa chránila bezpečnosť okolitého obyvateľstva.

Hardcore Disaster Recovery

Aj keď je zotavenie po katastrofe pre väčšinu spoločností najdôležitejšie, situácie, ktoré sa tu riešia, idú ďaleko za stratu pracovného času v kancelárii alebo s neočakávaným poklesom hosťovaných webových stránok. Aby sa ropným rafinériám a elektrárňam zabránilo katastrofám v reálnom živote, bezpečnostný nástrojový systém (SIS) od spoločností ako Schneider Electric môže „monitorovať tieto kritické premenné, ktoré by naznačovali exotermickú reakciu, “ uviedol Christopher Lyden, senior viceprezident Prezident stratégie a portfólia spoločnosti Schneider Electric. „Ak majú pocit, že tieto premenné sa menia príliš rýchlo, potom podniknú kroky na skutočné zastavenie procesu.“

Spoločnosť Lyden má vynikajúcu pozíciu na to, aby sa vyjadrila k týmto situáciám, pretože spoločnosť Schneider Electric je dodávateľom automatizácie, ktorý poskytuje automatizačné zariadenie špeciálne pre elektrárne, olejárne a ropné rafinérie. Dodávatelia ako Emerson Electric Co., Honeywell International a Rockwell Automation taktiež ponúkajú platformy SIS.

Podľa Lydena SIS funguje ako „brzda“ pri prevádzke zariadenia. „V zásade je tu SIS, ktorý zabezpečí odstavenie elektrárne pred katastrofou alebo kritickým incidentom, “ uviedol Lyden. „Monitoruje výkon operácie a prevádzkové aktíva. Ak sa proces začne zrýchľovať alebo ak niečo začne strácať kontrolu, potom SIS prevezme systém a zničí zariadenie.“

SIS Schneider Electric, bezpečnostný systém EcoStruxure Triconex, je kombináciou hardvéru a softvéru okrajového ovládača, ktorý pomáha udržiavať prevádzkyschopnosť zariadení. Systém môže varovať pred požiarmi alebo inými horľavými udalosťami, ako aj inými udalosťami, ako sú úniky toxických plynov, a môže pomôcť napraviť situácie. Aj keď sa platformy SIS z bezpečnostných dôvodov nepripojia k dátovým sieťam, stále zohrávajú úlohu v IIoT tým, že poskytujú údaje operátorom v závodoch a rafinériách, aby im pomohli pri prijímaní kritických rozhodnutí.

„Prevádzkovatelia môžu napríklad dostávať upozornenia prostredníctvom palubnej dosky vo svojom smartfóne, pričom im oznamujú, že zariadenie alebo konkrétny majetok zariadenia je ohrozený. Potom môžu podniknúť potrebné kroky na odvrátenie nehody, “ uviedol Lyden. „Pomáhame im pochopiť ich bezpečnostný prah, ako ďaleko dokážu riadiť tento proces a ich aktíva skôr, ako závod dosiahne nebezpečný stav.“

Redundancia, autonómia a rýchle zlyhanie

Podľa spoločnosti Lyden by sa prevádzkovatelia mali v záujme ochrany proti typu katastrofy, ktorá sa vyskytla v ropnej rafinérii BP, zachovať rýchle zlyhanie a automatizované riadenie, ako aj zvážiť zavedenie redundancie na virtuálnych strojoch (VM). Na dosiahnutie tohto cieľa spoločnosť Schneider Electric používa platformu cloudovej infraštruktúry pre cloudovú infraštruktúru spoločnosti Wind River. „Mať nadbytočnosť na virtuálnych počítačoch je veľmi dôležitá, a mať rýchle zrýchlenie znamená, že nikdy nestratia výhľad na rastlinu na tak dlho, aby im dali strach, “ povedal Lyden.

Systém riadenia distribúcie od spoločnosti ako Schneider Electric prináša autonómne funkcie do chemických závodov a elektrární. Programovateľné logické ovládače Schneider Electric, ktoré prevádzkujú operačný systém VxWorks v reálnom čase (V) spoločnosti Wind River, nechajú elektrárne riadiť svoju činnosť autonómne. Autonómne funkcie distribučného riadiaceho systému pomáhajú elektrárňam a ropným zariadeniam regulovať tlak, teplotu a tok energie. Lyden to označuje ako „kontrolu srdcového rytmu“. Schneider Electric a Wind River v skutočnosti pracujú na procesnej riadiacej jednotke novej generácie. Tento typ riadiacej technológie rieši zlyhanie v závodoch, keď pohotovostné zariadenie preberá v dôsledku zlyhania primárnej infraštruktúry.

Bezpečnosť a ochrana kritickej infraštruktúry

Wind River pomáha zákazníkom, ako je Schneider Electric, integrovať rôzne hardvérové ​​a kontrolné aplikácie priemyselných závodov na jedinú platformu. Rastliny môžu tiež využívať virtualizáciu a kontajnery na udržanie optimálnej dostupnosti. Spoločnosť sa špecializuje na operačné systémy v reálnom čase, ako aj na virtualizačné technológie potrebné na dosiahnutie špičkovej inteligencie.

Komponenty IIoT infraštruktúry, operačné systémy v reálnom čase sa zvyčajne zameriavajú na aplikácie dôležité pre bezpečnosť a misie. Reagujú na svoje prostredie v mikrosekunde a sú ideálne pre zariadenia a aplikácie, ktoré nemôžu zlyhať. „Operačné systémy v reálnom čase môžu zabezpečiť, aby sa výpočty, pamäť a vyrovnávacia pamäť vždy distribuovali podľa priority, “ povedal Jim Douglas, prezident a generálny riaditeľ spoločnosti Wind River.

Prevádzka operačných systémov v reálnom čase paralelne s operačným systémom Linux umožňuje spoločnostiam aplikovať strojové učenie (ML) na hrane, kde majú rastliny „vysokú bezpečnostnú kritickosť“, uviedol Douglas. Aj keď operačné systémy v reálnom čase a Linux môžu byť prevádzkované samostatne, pri spoločnom použití môže Linux spúšťať časti zariadenia alebo aplikácie, ktoré nie sú kritické z hľadiska bezpečnosti, zatiaľ čo operačné systémy v reálnom čase spracúvajú funkcie dôležité pre misie. Linux je podľa Douglasa užitočný pre vstavané systémy kvôli jeho nižším systémovým požiadavkám a vyšším výkonom. Vďaka týmto schopnostiam s vyšším výkonom môžete teraz nájsť rôzne prínosy systému Linux, ktorý sa používa v továrňach, v programovateľných ovládacích prvkoch, v lietadlách a v systémoch riadenia letu.

Na okraji sa vyskytuje viac výpočtov, aby sa predišlo tomuto oneskoreniu. „Nemôžete mať takú latenciu, “ povedal Douglas. "Ak sa niečo stane, budeš mať katastrofu."

Automatizované a bezobslužné

Tieto technológie sa vyvíjajú dostatočne rýchlo, aby Lyden predpovedal, že niektoré plynové elektrárne sa čoskoro stanú bezpilotnými prostriedkami na ochranu pred katastrofami. „Táto technológia dnes nie je taká, že by si ľudia boli istí, že to urobia. Začíname ju však vidieť na mori, “ povedal Lyden. „Takže uvidíte všetky operácie na skupine ropných plošín na otvorenom mori prevádzkovaných z centrálnej materskej platformy s platformami bez posádky.“

Lyden tiež poznamenal, že niekoľko malých plynových elektrární je teraz spravovaných na diaľku. "Ideme, myslím, k tomuto pojmu autonómie, čo znamená, že riadiaci systém obsahuje všetko, čo by umožňovalo kontrolu, ale stále by tam umožňovalo bezpečnosť bez ľudí, " uviedol Lyden.

„Táto predstava o inteligentných, autonómnych okrajových zariadeniach, ktoré sa diagnostikujú samy, “ pokračoval, „ktoré nielenže kontrolujú, ale môžu začať robiť také veci, ako je správa stavu majetku fyzických rastlín. potrebné sa dostať k tejto vízii bezpilotných rastlín. ““

Okrajové výpočty a IIoT navyše vytvoria príležitosti na spolunažívanie ľudí a autonómnych strojov. Podľa Douglasa bude umelá inteligencia (AI) v skutočnosti na samom srdci IIoT. Prvá vlna IIoT zahŕňala pripojenie okrajových strojov k podnikovým sieťam. Potom prišla analýza a vizualizácia údajov. „Mohli by sme začať robiť analytiku pomocou softvéru na písanie vecí, ako sú vizualizačné balíčky, aby sme uľahčili zisťovanie anomálií, “ uviedol Douglas.

„Ďalšia vlna je, že budete mať stroje, ktoré sú buď úplne autonómne, alebo čiastočne autonómne, kde môžu sami začať robiť sofistikovanejšie úlohy a vy môžete mať ľudí viac zameraných na úlohy na vyššej úrovni a nechať ich roboty robia úlohy na nižšej úrovni, “pokračoval Douglas. "To je veľká transformácia. Tam prichádza AI, kde keď máš dosť výpočtovej sily na hrane, môžeš začať robiť to inteligentnejšie. A nech prevezme viac z týchto typov úloh, ktoré vezme veľa ľudská interakcia. ““

Analýza a zdravie zariadení

Výrobné závody a rafinérie v súčasnosti disponujú celým radom zariadení, ktoré pomáhajú kontrolovať výrobný proces vrátane kompresorov, meradiel, čerpadiel a ventilov. Senzory umožňujú týmto komponentom stať sa inteligentnými a zdieľať informácie o ich prevádzkovom výkone. Podľa Lydena budú mať chemické závody v budúcnosti chemické čerpadlá, ktoré budú generovať analytické informácie, ktoré informujú pracovníkov o tom, že v prípade, že čerpadlá skratujú štartéry alebo používajú príliš veľa prúdu.

„Môžete očakávať, že čerpadlá budú vybavené takým spôsobom, ktorý vám povie, či spotrebúva energiu alebo či je čerpadlo menej efektívne, “ povedal Lyden. „A všetky tieto veci by sa spustili zo spoločného okrajového zariadenia, ktoré riadi činnosť čerpadla a diagnostikuje čerpadlo.“

Keď organizácie odstraňujú ľudí z elektrární a ceny snímačov a meracích zariadení klesajú, bude potrebné viac riadenia elektrární prostredníctvom IIoT, aby sa predišlo zlyhaniu bezobslužných elektrární.

• Keď je oblak zaplavený, je to výpočet okrajov, AI na záchranu Keď je oblak zaplavený, je to výpočet okrajov, AI na záchranu
• Ako IoT prináša miliardy zariadení bližšie k okraju Ako IoT prináša miliardy zariadení bližšie k okraju
• 7 vecí, ktoré potrebujú malé a stredné podniky vedieť o výpočte hrán. 7 vecí, ktoré potrebujú malé a stredné podniky o výpočte hrán

„Domnievam sa, že je to také veci, ktoré internet vecí umožní, pretože uvidíme oveľa viac riadenia zdravia zariadení, než aké vidíme dnes, “ povedal Lyden. „Ďalším krokom potom, ako dozrie IIoT, je poskytnúť týmto aktívam skutočnú kontrolnú schopnosť. O čom hovoríme, je to, že sa z každého z týchto aktív stáva kybernetický systém, ktorý sa dokáže samostatne riadiť.“ Okrem toho budú chemické závody podľa Lydena ďalej spájať dúchadlá, tepelné výmenníky, motory a čerpadlá.

Okrem vývoja IIoT sa analytika bude vyvíjať a zohrávať väčšiu úlohu pri riadení výkonu čerpadiel. Kombinácia zvýšenej konektivity, výpočtového výkonu a analytiky pomôže zariadeniam a rafinériám spravovať zdravie procesných zariadení, zlepšiť rozhodovanie a zvýšiť spoľahlivosť kritickej infraštruktúry.

Vyššie uvedená udalosť v ropnej rafinérii spoločnosti BP, ako aj rafinérska spoločnosť Exxon Mobile 18. februára 2015 v Kalifornii, v ktorej uvoľňovanie uhľovodíkov spôsobilo výbuch, ukazuje potrebu technológie IIoT. Spravodajstvo, ktoré prináša, môže pomôcť predchádzať týmto druhom katastrof.