Az ipari intelligencia célja a katasztrófák megelőzésével életmentés

2005. március 23-án egy texasi BP Plc olajfinomító felrobbant, 15 embert ölve meg és több mint 170 személyt megsebesítve. A robbanás oka a BP alkalmazottainak egy fontos olajfeldolgozó berendezés túltöltése és túlmelegedése volt, jelentette a The Guardian. A BP végül több mint 3 milliárd dollárt bírságot fizetett ki, peres ügyeket rendezett és finomítója javítását végezte el, amelyet a Marathon Petroleum Corp. 2013 elején vásárolt 2, 5 milliárd dollárért.

Ez csak egy példa a katasztrófák hosszú listájára, mivel az energiaágazatban az üzemek és hasonló létesítmények katasztrófát robbanthatnak fel. Ez már régóta élet tény. Ugyanakkor az ipari tárgyak internetes (IIoT) infrastruktúrát úttörő gyártói az automatizálás révén segítenek az ilyen balesetek megelőzésében. Az IIoT platformok valós idejű megfigyelést és megelőző karbantartást biztosítanak, amelyek elősegítik az üzemtulajdonosok és üzemeltetők gyorsabb reagálását a vészhelyzetekre. Ezt a reakcióidőt tovább gyorsítja a virtualizáció, amely csökkenti a tárgyidőszak-alkalmazások késleltetését, amelyek olyan létesítményekben működnek, mint például olajfinomítók és erőművek. Az erőművekben és a vegyiparban működő berendezésekről szóló döntéseket valós időben kell meghozni a környező lakosság biztonsága és védelme érdekében.

Hardcore katasztrófa utáni helyreállítás

Míg a katasztrófa utáni helyreállítás a legtöbb vállalat számára szem előtt tartja, az itt tárgyalt helyzetek messze túlmutatnak az irodai webhelyen töltött munkaidő elvesztésén vagy az, hogy a tárolt webhely váratlanul leesik. Annak érdekében, hogy az olajfinomítók és erőművek elkerüljék a valós katasztrófákat, a Schneider Electrichez hasonló vállalatok olyan biztonsági műszerrel ellátott rendszere (SIS), amely "megfigyelheti ezeket a kritikus változókat, amelyek exoterm reakcióra utalnak" - mondta Christopher Lyden, alelnök A Schneider Electric stratégiai és portfólióelnöke. "Ha úgy érzik, hogy ezek a változók túl gyorsan változnak, akkor intézkedéseket hoznak a folyamat leállítására."

Lyden kiváló helyzetben van, hogy kommentálja ezeket a helyzeteket, mivel a Schneider Electric egy automatizálási szolgáltató, amely kifejezetten erőművek, olajgyártó üzemek és olajfinomítók automatizálási berendezéseit biztosítja. Az olyan gyártók, mint az Emerson Electric Co., a Honeywell International és a Rockwell Automation, szintén kínálnak SIS platformokat.

Lyden szerint a SIS "fékként" működik az üzem működésében. "Alapvetően egy SIS van annak biztosítására, hogy a növény leálljon, mielőtt katasztrófa vagy kritikus esemény bekövetkezhet" - mondta Lyden. "Figyelemmel kíséri a művelet teljesítményét és a működési eszközöket. Ha a folyamat felgyorsul, vagy ha valami elveszíti az irányítást, akkor a SIS átveszi és leállítja az üzemet."

A Schneider Electric SIS, az EcoStruxure Triconex biztonsági rendszer, a szélvezérlő hardver és a szoftver kombinációja, amely elősegíti a növények üzemidejének fenntartását. A rendszer figyelmeztetést adhat a tüzekre vagy más éghető eseményekre, valamint egyéb eseményekre, például mérgező gázszivárgásokra, és segíthet a helyzetek megoldásában. Noha a SIS platformok biztonsági problémák miatt nem kapcsolódnak az adathálózatokhoz, továbbra is szerepet játszanak az IIoT-ben, mivel adatokat szolgáltatnak az üzemekben és a finomítókban működő vállalkozóknak, hogy segítsék őket kritikus döntések meghozatalában.

"Például a szolgáltatók riasztásokat kaphatnak az okostelefonuk műszerfalán keresztül, mondván, hogy a növény vagy egy adott növényi eszköz veszélyben van. Ezután megtehetik a szükséges intézkedéseket az esemény elkerülésére" - mondta Lyden. "Segítünk nekik megérteni biztonsági küszöbüket, azt, hogy milyen messzire tudják vezetni a folyamatot és eszközeiket, még mielőtt az üzem elérte a nem biztonságos állapotot.”

Redundancia, önállóság és gyors feladatátvétel

Lyden szerint a BP olajfinomítójában korábban említett típusú katasztrófa elleni védelem érdekében az üzemeltetőknek fenntartaniuk kell gyors feladatátvételt és automatizált irányítást, valamint mérlegelniük kell a redundációt a virtuális gépeken. Ennek megvalósításához a Schneider Electric telepíti a Wind River Titanium Control helyszíni felhőinfrastruktúra-platformját. "Rendkívül fontos a virtuális gépek redundációja, és ez a gyors feladatátvétel azt jelenti, hogy soha nem veszítik el a növényről való kilátást olyan hosszú ideig, hogy szorongást keltsenek számukra" - mondta Lyden.

A Schneider Electrichez hasonló cégek elosztó-vezérlő rendszerei önálló funkciókat hoznak a vegyiparokba és az erőművekbe. A Schneider Electric programozható logikai vezérlői, amelyek a Wind River VxWorks valós idejű operációs rendszerét (OS) működtetik, lehetővé teszik az erőművek számára, hogy működésüket autonóm módon vezessenek. Az elosztóvezérlő rendszer autonóm funkciói segítenek az erőműveknek és az olajüzemeknek az energianyomás, hőmérséklet és áramlás ellenőrzésében. Lyden ezt "szívverés-szabályozásnak" nevezi. Valójában a Schneider Electric és a Wind River egy új generációs folyamatvezérlőn dolgoznak. Az ilyen típusú vezérlőtechnológia kezeli a feladatátvételt az üzemekben, amikor a készenléti berendezések átveszik az elsődleges infrastruktúra meghibásodása miatt.

A kritikus infrastruktúra biztonsága

A Wind River segít az olyan ügyfeleknek, mint a Schneider Electric, az ipari üzemek sokféle hardverét és vezérlőalkalmazásait egyetlen platformon integrálni. A növények optimalizálhatják a virtualizációt és a tárolókat is az optimális rendelkezésre állás fenntartása érdekében. A társaság a valós idejű operációs rendszerekre, valamint a virtualizációs technológiákra specializálódott, amelyek ahhoz szükségesek, hogy az intelligencia szélére kerüljenek.

A IIoT infrastruktúra egyik alkotóeleme, a valós idejű operációs rendszerek általában a biztonsági és a küldetés szempontjából kritikus alkalmazásokra összpontosítanak. Mikro-másodperces skálán reagálnak környezetükre, és ideálisak olyan eszközök és alkalmazások számára, amelyek nem hibázhatnak. "A valós idejű operációs rendszerek biztosíthatják, hogy a számítások, a memória és a gyorsítótár mindig prioritási alapon kerüljenek elosztásra" - mondta Jim Douglas, a Wind River elnök-vezérigazgatója.

A valós idejű operációs rendszerek futtatása a Linuxkal párhuzamosan lehetővé teszi a vállalatok számára a gépi tanulást (ML) alkalmazni annak a szélnek a területén, ahol a növények "magas biztonsági kritikával bírnak" - mondta Douglas. Noha a valós idejű operációs rendszerek és a Linux külön működtethetők, együttes használata esetén a Linux futtathatja az eszköz vagy alkalmazás nem biztonság szempontjából kritikus részeit, míg a valós idejű operációs rendszer kezeli a küldetés-kritikus funkciókat. Douglas szerint a Linux hasznos a beágyazott rendszereknél, alacsonyabb rendszerigények és nagyobb teljesítményi képességek miatt. Ezeknek a nagyobb teljesítményű képességeknek köszönhetően a Linux különféle ízlései megtalálhatók a gyárban, a programozható kezelőszervekben, a repülőgépekben és a repülésvezérlő rendszerekben.

Több számítás fordul elő a szélén, hogy elkerüljük ezt a késleltetést. - Nem lehet ilyen késés - mondta Douglas. "Ha történik valami, akkor katasztrófa lesz."

Automatizált és pilóta nélküli

Ezek a technológiák elég gyorsan fejlődnek, így Lyden azt jósolja, hogy hamarosan egyes gázüzemek pilóta nélkül válhatnak védelemre a katasztrófákkal szemben. "A mai technológia nem olyan nagy, hogy az emberek bízzanak abban, hogy ezt megteszik. Ugyanakkor kezdjük látni a tengeren" - mondta Lyden. "Tehát látni fogja az összes műveletet egy tengeri olajplatformok egy csoportján, amelyet egy központi anyaplatformból és pilóta nélküli lányplatformokból üzemeltetnek."

Lyden azt is megjegyezte, hogy számos kicsi gázüzem távvezérlésű. "Azt hiszem, az autonómia e fogalma felé hajtunk, ami azt jelenti, hogy a vezérlőrendszerben mindent megtalálunk, amely lehetővé tenné az irányítást, de mégis lehetővé teszi a biztonságot az emberek nélkül ott" - mondta Lyden.

"Az intelligens, autonóm, szélső eszközök önmagában diagnosztizáló eszközeinek ez a fogalma - folytatta" -, amelyek nemcsak ellenőrzést végeznek, hanem elkezdenek olyan tevékenységeket is végezni, mint például a fizikai növényi eszközök állapotának kezelése. Az ilyen képességek ami szükséges ahhoz, hogy a pilóta nélküli növények ilyen látásmódjába kerüljünk.

Ezenkívül a szélsőséges számítástechnika és az IIoT lehetőséget teremt az emberek és az autonóm gépek egymás mellett létezéséhez. Douglas szerint valójában a szélén található mesterséges intelligencia (AI) lesz a IIoT középpontjában. A IIoT első hulláma a szélső gépek és a vállalati hálózatok összekapcsolását jelentette. Aztán jött elemzés és adatmegjelenítés. "Megkezdhetjük az elemzést szoftverek felhasználásával, olyan írásokkal, mint például a vizualizációs csomagok, hogy megkönnyítsük a rendellenességek észlelését" - mondta Douglas.

"A következő hullám az, hogy olyan gépeid lesznek, amelyek teljesen autonóm vagy részben autonóm rendszerek, ahol valóban maguk is kezdenek kifinomultabb feladatokat elvégezni, és akkor az emberek jobban összpontosíthatnak magasabb szintű feladatokra, és hagyhatják, hogy a a robotok végzik az alacsonyabb szintű feladatokat - folytatta Douglas. "Ez a nagy átalakulás. Itt jön be az AI, ahol ha van elegendő számítási teljesítmény a szélén, elkezdheti sokkal okosabbá tenni ezt a gépet. És ha több ilyen feladatot átvesz, amely sok emberi kapcsolat."

Elemzés és berendezés-egészségügy

Jelenleg a gyárakban és a finomítókban különféle berendezések vannak, amelyek segítik a gyártási folyamat irányítását, ideértve a kompresszorokat, mérőeszközöket, szivattyúkat és szelepeket. A szenzorok lehetővé teszik, hogy ezek az alkatrészek intelligensvé váljanak, és megosszák információkat működési teljesítményükről. Lyden szerint a jövőben a vegyipari üzemekben olyan szivattyúk lesznek, amelyek elemzést generálnak, amelyek megmondják a személyzet számára, hogy a szivattyúk rövidre zárják az indítókat vagy túl sok áramot fogyasztanak.

"Arra számíthat, hogy a szivattyúk műszerezése olyan módon történik, amely megmondja, ha energiát fogyaszt, vagy ha a szivattyú kevésbé hatékony" - mondta Lyden. "És ezeket a dolgokat egy közös élű eszközről indítanák, amely egyszerre irányítja a szivattyú működését és diagnosztizálja a szivattyút."

Mivel a szervezetek eltávolítják az embereket az erőművekből, és az érzékelők és a mérőeszközök árai csökkennek, a IIoT-n keresztül több erőműveket kell irányítani, hogy elkerüljék a pilóta nélküli üzemek meghibásodását.

• Amikor a felhő elárasztott, Edge Computing, AI a mentéshez Ha Cloud felhő, Edge Computing, AI a Rescue-hoz
• Hogyan közelíti meg az IoT milliárd eszközt a széléhez?
• 7 dolog, amelyet az SMB-knek tudniuk kell az Edge Computing szolgáltatásról

"Azt gondolom, hogy az IoT ilyen jellegű dolgokat tesz lehetővé, mert sokkal több egészségügyi egészségügyi kezelést fogunk látni, mint ma" - mondta Lyden. "A következő lépés, amint az IIoT érkezik, az, hogy tényleges ellenőrzési képességet biztosítson ezekre az eszközökre. Arról beszélünk, hogy ezek az eszközök mindegyike olyan kibert fizikai rendszerré válik, amely képes önállóan ellenőrizni önmagát." Ezen felül, a jövőben a vegyianyagok összekapcsolják a fúvóikat, a hőcserét, a motorokat és a szivattyúkat - állítja Lyden.

A fizikai IIoT fejlesztések mellett az analitika fejleszti és nagyobb szerepet játszik a szivattyúk teljesítményének kezelésében. A fokozott csatlakoztathatóság, a számítási teljesítmény és az analitika kombinációja elősegíti az üzemek és a finomítók számára a technológiai berendezések állapotának kezelését, javítja a döntéshozatalt és növeli a kritikus infrastruktúra megbízhatóságát.

A fent említett esemény a BP olajfinomítójában, valamint az Exxon Mobile finomítója 2015. február 18-án Kaliforniában bekövetkezett esemény, amelyben a szénhidrogénkibocsátás robbanást okozott, és szükség van IIoT technológiára. Az általa nyújtott hírszerzés segíthet megelőzni az ilyen típusú katasztrófákat.