презентація Сергія Батюка на 2-ій конференції розробників 4.0

1. АППАУ – 2-га Конференція Розробників 4ПР – 2017
С.Г. Батюк – експерт ТК185
Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?
ЗМІСТ
1. Вертикальна Інтеграція в 4ПР
2. Fog Computing / Туманні Обчислення
3. Фогінг в структурі ПТК АСУ – PLC/OMI-рішення
1

2. Мотто до презентації:
Знання, не породжені досвідом,
матір´ю всякої вірогідності, марні
й повні помилок
Леонардо да Вінчі
2

3. Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?
1. Вертикальна Інтеграція в 4ПР
3

4. Ієрархія АСУ на підприємстві. Стандарт ISA-95
ISA-95 Рівень управління Задачі управління ОПР
Термін і ТЕП
управління
АСУ
L4 Рівень керування
Планування діяльності
підприємства в цілому
Директор,
головні
спеціалісти
підприємства
Рік і більше.
Просування на
ринку
ОАСУ
BI/ERP
L3 Рівень планування
Координація роботи
технологічних агрегатів
департаменту
Начальник,
головні
спеціалісти
департаменту
Квартал.
Максимізація
прибутку
АСУВ
MES/MOM
L2
Рівень супервізорної
автоматизації
Управління
технологічними
агрегатами в
реальному часі
Технолог,
оператор
технологічного
процесу
Зміна.
Мінімізація
собівартості
продукції
АСУТП
SCADA/PLCРеальний час.
Прямі
показники
якості
L1
Рівень контролерної
автоматизації
Регулювання
неперервне і
програмно-логічне
L0
Рівень локальної
автоматики
(вимірювальна і
виконавча апаратура)
Технік КВПіА

5. Класична піраміда ІАСУ МП / АСОДУ
Інтеграція АСУ через MES – ключ до реалізаціі систем
консолідованої аналітичної звітності масштабу підприємства
ОАСУ / ERP
АСУТП / SCADA
АСУВ / MES
BI / OLAP

6. Інтеграція АСУ (АСОДУ / ІАСУ) – об’єднання інформаційних ресурсів
різнорідних АСУ з метою досягнення синергетичного і кумулятивного
ефектів автоматизації на рівні керівництва підприємства
Інформаційні ресурси – апаратні засоби і програмне забезпечення
Синергетичний ефект – системна ефективність більша за суму
ефектів компонентів (консолідація і агрегація даних)
Кумулятивний ефект – цільова ефективність:
ЗВІТНІСТЬ – АНАЛІТИКА – ПЛАНУВАННЯ
Ефективність на рівні керівництва підприємства – орієнтація на
власника, а не на найманого менеджера

7. Ідеологія «дерево»
в інтеграції АСУ
Гілки:
MES ERP BI
Стовбур:
Wonderware
System Platform
Коріння: ризома
АСУТП

8. Remote Access
Access Anywhere
I/O Data Server
InTouch
Terminal Server
HistorianGalaxy
Repository
Automation
Object Server
Automation
Object Server
Visualization Node Visualization Node Engineering Station Engineering Station
Wonderware System Platform

9. MES DatabaseMES Middleware
Supply Chain
Connector, WEI
MES Monitor Reports
MES Operator
3rd party
Client
MES Client
MES API Calls
ArchestrA
Reports
OCO/UCO Object
Server
ERP
MES-
Transactions
Архітектура MES Software

10. Механізм обміну повідомленнями:
• Спрощує обмін даними між
системами
• Підтримує історію
повідомлень для швидкого
відновлення
• Підтримує технологію
«Store & Forward»
• Підтримує обмін
повідомленнями з різними
застосуваннями
Message
Delivery
Engine
Message
History
Database
Production
Schedule
Work
Order
Execution
Production
Schedule
Work
Order
Execution
Wonderware Enterprise Integrator

11. Тенденція: Через Інтернет Речей до Мережевого Розподіленого Управління
Page 11
Як
це
для
АСУ?

12. Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?
2. Fog Computing / Туманні Обчислення
12

13. Визначення термінів
1. 4ПР – практична реалізація Цифрової Економіки. Цифрова економіка
– це економіка інформатизації, автоматизації і роботизації.
2. Суб’єкти (агенти) цифрової економіки – розподілені кібер-фізичні
системи КФС (АТК, розумні девайси і роботи), які взаємодіють.
3. КФС (інакше: розумна або інтелектуальна система) – це інтерактивна
мережа з фізичних та обчислювальних компонентів, які запроектовані
і функціонують як єдине ціле.
Примітка. КФС-и історично походять від 1) агрегатів з вбудованими
системами управління РЧ і 2) від АТК = ТОУ + АСУ.
4. IoT – Інтернет Речей – обчислювальна мережа (зараз – інтернет)
розумних фізичних девайсів (КФС), які мають вбудовані технології для
взаємодії один з одним і зовнішнім середовищем.
5. Cloud Computing – Хмарові Обчислення – інтернет клієнт-серверна
архітектура. Хмарове архівування даних. Хмарова колективна розробка
проектів. Хмаровий моніторинг КФС (режим Read-Only). Хмарове
управління в реальному часі (хмарова SCADA і хмаровий PLC - ?).
Віртуалізація. Резервування.
13

14. ЗЗ
I-a-a-S P-a-a-S S-a-a-S F-a-a-S
«ХМАРА» – ВІДДАЛЕНІ ЦЕНТРАЛІЗОВАНІ ОБЧИСЛЕННЯ
«ЗЕМЛЯ» – ФІЗИЧНІ ОБ’ЄКТИ
«ТУМАН» – ЛОКАЛЬНІ РОЗПОДІЛЕНІ ОБЧИСЛЕННЯ
Крапля туману - RTU
ВХІДНІ І ВИХІДНІ СИГНАЛИ
АГРЕГОВАНІ ДАНІ
CISCO-архітектура Інтернету Речей = Хмари + Кібер-фізичні системи (КФС)

15. Принципові особливості CISCO-архітектури Інтернету Речей:
1. Локальне розподілене обчислення в тумані на основі
ПОТОЧНИХ ДАНИХ реального часу
2. Передача із туману в хмару виключно АГРЕГОВАНИХ
ДАНИХ (тобто інформації = даних в контексті)
3. Централізовані обчислення в хмарі на основі АРХІВНИХ
ДАНИХ історичного часу
Принципова необхідність туманних обчислень:
 Подвоюння щільності мікросхем – кожні 2 роки (закон Мура)
 Подвоюння юмності дискової пам’яті – кожні 1.5 роки
 Подвоєння швидкодії промислових мереж – кожні 2.5 роки
 Неконтрольоване зростання «сирих» даних (raw data)

16. Вертикальна Інтеграція: 4 рівні чи щось інше?
3. Фогінг в структурі ПТК АСУ – PLC/OMI-рішення
16

17. Технології автоматизації = операційні технології
Призначення
Розміщення
Інтерфейси
Відповідальність
Мережі
Приклади
IT OT
Управление активами и
технологическими процессами
Центры обработки данных,
локальные устройства
КИП, панели операторов, Web
Browser
Инженеры, техперсонал,
руководство
Сети управления (Serial, IP и
беспроводные)
SCADA, PLCs, моделирование,
системы управления
Управление информацией,
автоматизация
бизнес-процессов
Центры обработки данных,
облачные сервисы
Web Browser, Terminal and Keyboard
Отделы ИТ, финансовые, закупка
Корпоративная сеть, IP
ERP, SCM, CRM, Email, EAM, Billing

18. Програмування Операційних Технологій
1. Операції технологічні – промислові процеси і виробництва.
2. Операційні Технології (Operation Technologies) – технології
автоматизації промислових процесів і виробництв.
3. Менеджмент Операційних Технологій (Operation
Technologies Management) – автоматизація технологічних
процесів і виробництв.
4. Інтерфейс Управління Операціями (Operation Management
Interface) – людино-машинний інтерфейс до автоматизованих
технологічних процесів і виробництв.
5. Цифрове (Розумне) Підприємство (Digital Enterprise / Smart
Factory) = Розподілена мобільна інтернет мережа КФС / RTU =
PLC + OMI + BPM + BI + IM + IoT + CloudNet + Data Science.
18

19. Завод
Корпорация Сообщество экспертов
Четверта Промислова Революція: Wonderware – програмна платформа
для цифрової трансформаціїї підприємства
Удаленные
площадки
Мобильные
активы
ильные
пользователиМо
б
Удаленное
оборудование Инфраструктура
Аналитика Мобильный персонал
Системное ПО
MESBatch Управление процессами
Обработка и хранение данных Визуализация и доставка контента Подключение и сбор данных
Прикладное ПО
Клиенты, партнеры
Интеграция
Отраслевые решения
LPS, WNO
Model-driven MES
PrometheusInTouch Omni
WW Online

20. ПРАКТИЧНО:
Четверта Промислова Революція = Інтернет Речей і Сервісів = Хмарові Технології
Page 20

21. ЗЗ
I-a-a-S P-a-a-S S-a-a-S F-a-a-S
«ХМАРА» – Віддалені сервери. Архівування. Бізнес-аналітика. Колективна розробка проектів
«ЗЕМЛЯ» – Технологічні Об’єкти Управління (технологічні процеси і виробництва)
«ТУМАН» –Локальні ПЛК. Локальні сервери. Локальні клієнти візуалізації. Локальна автоматизація
Крапля туману – PLC/OMI
ВХІДНІ І ВИХІДНІ СИГНАЛИ
АГРЕГОВАНІ ДАНІ
АСУ-архітектура Інтернету Речей = Хмари + Кібер-фізичні системи (КФС)

22. Принципові особливості АСУ-архітектури Інтернету Речей:
1. Локальна розподілена контролерна і супервізорна
автоматизація в тумані на основі ПОТОЧНИХ ДАНИХ
реального часу. Машинне навчання (machine learning)
2. Передача із туману в хмару виключно АГРЕГОВАНИХ
ДАНИХ (тобто інформації = даних в контексті). Агрегування
даних в ПЛК
3. Централізовані архівування і бізнес-аналітика в хмарі на
основі АРХІВНИХ ДАНИХ історичного часу. Прогностичний
менеджмент (predictive management)

23. 23
Відповідь на питання слайду 11: Як це для АСУ?
 Інтернет-речі (КФС) – це мала і середня промисловість
 КФС завжди вирішую локальну спеціалізовану промислову задачу
 Програмно-технічні засоби автоматизації в складі КФС повинні бути
максимально дешевими
Висновок: потрібні інтегровані та спеціалізовані PLC/OMI-
рішення
 Єдина архітектура
 Єдине середовище розробки
 Наявність спеціалізованих бібліотек
 Опція – постачання як змонтованих промислових шаф в складі КФС
 Опція – хмарне архівування і бізнес-аналітика

24. Кібер-Фізична Система – Cyber-Physical System – CPS
CPS / RTU
Actor / Communicator
 OMI / PLC
 Client / Server
MQTT
FieldBus
OPC-UA XML OPC-UA Binary
HTML5
InfoBus
ODATA

25. Дякую за увагу!
Відповім на всі Ваші питання…
25