Siemens și IoT: Integrarea perfectă a lumilor fizice și virtuale

Fie în fabrici, sisteme de gestionare a căilor ferate și a traficului, fie sisteme descentralizate de distribuție a energiei electrice, tendința este de a conecta dispozitive individuale cu sisteme întregi - un proces care se bazează pe integrarea lumii fizice cu lumea virtuală a datelor. Rezultatul este ceea ce Siemens numește Web of Systems. Pe măsură ce acest proces evoluează, acesta va permite Siemens să-și ajute clienții să-și îmbogățească echipamentele existente prin avantajele universului digital fără a pune în pericol sau a sacrifica nici protecția datelor, nici proprietatea intelectuală.

Viața noastră de zi cu zi este plină de tot mai multe dispozitive care permit utilizatorilor să afle starea unui obiect prin Internet sau Cloud. Exemple ale acestei tendințe includ brațele pentru fitness-tracker, senzorii care monitorizează nivelul de umiditate al plantelor și casele care învață să își stabilească căldura și iluminarea pentru a se potrivi cu stilul de trai al rezidenților lor. Pe măsură ce acest proces evoluează, este realist să ne așteptăm ca, în cele din urmă, fiecare „lucru” să fie echipat cu o adresă de internet, deschizând astfel modalități complet noi de interacțiune cu acele „lucruri”.

Această paradigmă a Internet of Things (IoT) deschide imense oportunități pentru Siemens. Până la urmă, Siemens este un jucător important în combinarea hardware-ului și software-ului - de exemplu, în soluții de automatizare pentru producție, în sistemele de gestionare a căilor ferate și a traficului și în furnizarea descentralizată a energiei electrice.

La fel, fabricile, rețelele de trafic și rețelele de utilități sunt mult mai complexe decât smartphone-urile și bratele tracker. Toate sunt exemple de sisteme reale și virtuale care au fost amestecate și care adesea implică chiar infrastructuri critice. Clienții din astfel de zone critice au așteptări complet diferite cu privire la siguranță, fiabilitate și durabilitate decât cei care achiziționează un termostat inteligent sau un sistem de urmărire a umidității plantelor. Mai mult, astfel de clienți doresc să-și îmbogățească echipamentele existente prin avantajele universului digital în evoluție, fără a pune în pericol sau sacrificarea protecției datelor sau a proprietății intelectuale. De aceea, Siemens a extins conceptul de internet al lucrurilor pentru aplicații industriale, pentru a crea Web of Systems, ceea ce înseamnă sisteme digitale, comunică între ele și pot acționa autonom. Viziunea Siemens este aceea că, pe măsură ce acest ecosistem se concretizează, elementele sale vor fi gestionate prin intermediul tehnologiilor web viitoare care utilizează protocoale standardizate și limbaje de acest fel, care sunt utilizate pentru Internet în prezent.

Această legătură între lumea reală și lumea virtuală a datelor oferă multiple avantaje pentru clienții Siemens. Le permite să surprindă și să analizeze starea actuală a unui sistem și a părților sale oricând, în detaliu. Aceasta, la rândul său, generează oportunități imense de economii prin întreținere predictivă, precum și potențial major pentru optimizarea sistemelor. Folosind tehnologiile actuale din mediul World Wide Web, sistemele pot fi adesea implementate și puse în funcțiune mai rapid și mai economic. Inteligența unui sistem poate fi distribuită în funcție de necesități între componentele reale și sistemele virtuale din Cloud, ceea ce duce la o rezistență sporită și protecția datelor clienților. În sfârșit, pe măsură ce peisajul digital este transformat de-a lungul acestor linii, va deveni mai ușor să actualizați sisteme cu funcții noi sau să actualizați software-ul sistemului din zbor, în același mod în care smartphone-urile și alte dispozitive sunt actualizate prin intermediul aplicațiilor.

De ce grilele inteligente au nevoie de transformatoare de distribuție

Unul dintre numeroasele exemple în care Web-ul nostru de sisteme oferă avantaje este rețelele inteligente. Până acum doar câțiva ani, rețelele electrice erau organizate într-o ierarhie strictă. Dar astăzi au devenit sisteme descentralizate. Instalațiile fotovoltaice și alte surse de energie regenerabilă alimentează electricitatea în rețea în mod neregulat, fluctuant, la niveluri de tensiune care se aplicau doar consumatorilor, nu și generatoarelor. În cel mai rău caz, acest lucru poate face o grilă instabilă.

Deci, rețelelor trebuie să li se ofere capacitatea de a contracara acel mediu schimbător. O componentă aici sunt transformatoarele de distribuție care se pot regla independent și în mod cooperant pentru a netezi fluctuațiile de tensiune în zonele lor locale. Dar pentru asta au nevoie de propria lor capacitate de inteligență și comunicare - cu alte cuvinte, trebuie să fie „deștepți” și să fie în rețea. Și aici intervine o diferență importantă față de scenariul tipic Internet of Things. Internet of Things este conectat la Cloud, iar Cloud este locul în care datele - de exemplu din senzorii echipamentului - sunt procesate în primul rând. Timpurile de răspuns și fiabilitatea sunt adesea o prioritate secundară. Dar într-un Web of Systems, lucrurile în sine au inteligență. Acestea pot răspunde local, rapid și în mod sigur, utilizând în același timp puterea Cloud pentru optimizare.

Cum să păstrezi un secret

Pentru a realiza viziunea unui Web of Systems, software-ul asociat trebuie să fie capabil să înțeleagă datele, astfel încât să poată deriva concluzii inteligente din aceasta. Și acest lucru este posibil numai dacă informațiile care descriu semnificația datelor sunt deja prezente sau furnizate alături de aceasta. Experții umani pot răspunde la acest tip de provocare, deoarece înțeleg contextul în care sunt încorporate datele. Dar software-ului trebuie să li se spună contextul în mod explicit. Cu toate acestea, acest context include informații importante despre sistemul în cauză și despre procesele sale asociate, care, în multe cazuri, sunt secrete de afaceri valoroase pe care un operator nu ar dori să le ofere nefiltrate în Cloud. Având în vedere acest lucru, este mai bine dacă mașinile pot trage singure concluzii la nivel local, astfel încât contextul să rămână protejat. În ceea ce privește transformatoarele de distribuție, de exemplu, aceștia pot evalua independent dacă să netezească o stare critică de grilă sau dacă vor avea nevoie de ajutor de la un nivel superior, asigurând astfel un nivel ridicat de protecție a datelor prin restricționarea secretelor la sistemele locale.

Deși localizate, aceste informații pot fi totuși utilizate pentru a genera valoare - de exemplu, folosind întreținere predictivă sau dezvoltarea de noi servicii. Pentru a folosi aceste date și alte date din sisteme industriale, trenuri sau turbine cu gaz, Siemens se bazează pe Sinalytics. Aceasta este o nouă platformă pentru analiza datelor industriale care face posibilă oferirea de noi servicii digitale fiecărui client. Sinalytics prelucrează date din mai multe sisteme distribuite și senzorii lor în timp real și sprijină, de asemenea, procesarea locală a datelor direct în dispozitive.

Drumul către grilele autostabilizatoare

Un alt avantaj al abordării Web of Systems este faptul că deschide ușa către o abordare de platformă în care funcțiile pot fi distribuite și instalate ca aplicații și să funcționeze în același mod. De exemplu, serviciile pot fi distribuite cu ușurință care fac ca mediul sistemelor să fie mai atractiv nu doar pentru Siemens, ci și pentru clienții săi și chiar pentru clienții lor. Într-un astfel de mediu, un transformator de distribuție ar putea, de exemplu, să ruleze aplicații pentru gestionarea eficientă din punct de vedere energetic a iluminatului stradal de cartier. Când o actualizare este datorată sau este nevoie de o nouă funcție, software-ul poate fi încărcat de la distanță.

Transformatorul de distribuție inteligentă - o nouă dezvoltare Siemens - este deja utilizat în practică pentru reglarea tensiunii în rețeaua de joasă tensiune și este astfel o parte cheie a unui viitor sistem cunoscut sub numele de nod secundar inteligent (ISSN). Cu puterea sa de calcul și conexiunea opțională de comunicație, iSSN va oferi posibilitatea de a depăși mult mai mult decât gospodăriile cu tensiunea potrivită. Aceasta va permite rețelei electrice să facă față alimentărilor suplimentare sau încărcărilor fără a fi nevoie de extinderi de infrastructură masive.

Acest iSSN este în prezent dezvoltat în continuare în contextul proiectului Web of Systems. Conexiunea sa web, de exemplu, va face semnificativ mai ușor să o comisionăm, o întreținem și o actualizăm. Și fiecare astfel de stație va furniza o mulțime de date care va face posibilă identificarea condițiilor de reabilitare potențial destabilizatoare, oferind astfel un instrument suplimentar important pentru planificarea predictivă a rețelei de energie.

Dar un transformator de distribuție nu se adaugă la o rețea de sisteme de la sine. Celelalte componente din rețeaua electrică - contoare, sisteme de distribuție a clădirilor, sisteme fotovoltaice, mașini electrice - trebuie, de asemenea, să fie echipate cu senzori, informații locale și capacitatea de a comunica. Asta devine deja cazul. Pentru Siemens, asta înseamnă noi oportunități în practic fiecare dintre sectoarele în care își desfășoară activitatea.

Webs of Systems care sunt deja operaționale

Siemens utilizează deja Webs of Systems pentru a implementa soluții care implică o mare parte din lucrări de inginerie sau instalare. Un exemplu este sistemul de încărcare a autobuzelor electrice pe care Siemens l-a instalat într-o serie de orașe europene. Aici, totul, de la electronice de autobuz și stații de încărcare rapidă până la sistemele de backend de gestiune comunică pe Web pentru a coordona și optimiza procesul de încărcare. Un alt exemplu este optimizarea rețelelor de distribuție a apei cu o rețea de senzori care detectează scurgerile și minimizează consumul de energie al pompelor. Un punct important aici este faptul că integrarea datelor are loc în contextul sistemelor de control existente. Siemens analizează situații similare în multe alte instalații existente. Motivul pentru aceasta este clar: clienții doresc fiabilitatea și flexibilitatea care sunt reperele sistemelor digitale avansate. Web of Systems poate fi cheia esențială pentru deschiderea acestor beneficii.

Citește povestea completă aici ...