מודיעין טשטוש תעשייתי נועד להציל חיים על ידי מניעת אסונות

ב- 23 במרץ 2005 פוצץ בית זיקוק של BP Plc בטקסס, והרג 15 אנשים ופצעו יותר מ -170. הגורם לפיצוץ היה עובדי BP שהמלאו יתר על המידה על חימום חשוב של ציוד לעיבוד נפט, כך דווח הגרדיאן באותה עת. BP בסופו של דבר הפגינה למעלה משלושה מיליארד דולר כדי לשלם קנסות, ליישב תביעות ולשפר את הזיקוק, אותו רכשה מרתון פטרוליום קורפ בתחילת 2013 תמורת 2.5 מיליארד דולר.

זו רק דוגמא אחת ברשימה ארוכה של אסונות מכיוון שבתחום האנרגיה, מפעלים ומתקנים דומים יכולים להתפוצץ בצורה הרת אסון. זה כבר מזמן עובדת חיים. עם זאת, ספקים החלוצים בתשתית האינטרנט התעשייתי (IIoT) מחפשים לסייע במניעת תאונות כגון אלה באמצעות אוטומציה. פלטפורמות IIoT מספקות ניטור בזמן אמת ותחזוקה מונעת, המסייעות לאפשר לבעלי מפעלים ומפעילים להגיב מהר יותר למצבי חירום. זמן התגובה הזה מועבר עוד יותר באמצעות וירטואליזציה, המסייעת להפחתת השהיה ביישומי IoT הפועלים במתקנים כמו בתי זיקוק ותחנות כוח. ההחלטות על ציוד בתחנות כוח ובמתקנים כימיים חייבות להתקבל בזמן אמת כדי להגן על ביטחונם וביטחונה של האוכלוסייה הסובבת.

התאוששות מאסון הארדקור

בעוד שחלופת האסון היא בראש מעייניהם של מרבית החברות, הסיטואציות בהן מטופלים כאן עוברות הרבה מעבר לאובדן זמן עבודה באתר משרד או שהאתר המתארח שלך ייפול באופן בלתי צפוי. על מנת שבתי זיקוק ותחנות כוח ימנעו מאסונות בחיים האמיתיים, מערכת ממונעת בטיחות (SIS) של חברות כמו שניידר אלקטריק יכולה "לפקח על המשתנים הקריטיים הללו שהיו מעידים על תגובה אקזוטית", אמר כריסטופר לודן, סגן בכיר נשיא האסטרטגיה והתיק בחברת שניידר אלקטריק. "אם הם חשים כי המשתנים האלה משתנים מהר מדי, הם נוקטים בפעולות כדי לכבות את התהליך בפועל."

ליידן נמצאת במצב מצוין להגיב על מצבים אלה מכיוון שניידר אלקטריק היא ספק אוטומציה המספק את ציוד האוטומציה במיוחד עבור תחנות כוח, מפעלי ייצור נפט ובתי זיקוק. ספקים כמו אמרסון אלקטריק, הונוול אינטרנשיונל ורוקוול אוטומציה מציעים גם פלטפורמות SIS.

SIS משמש כ"בלם "בפעילות המפעל, לפי לדן. "בעיקרון, SIS קיים כדי להבטיח שהצמח ייכבה לפני שיכולה להתרחש אסון או אירוע קריטי, " אמר לדן. "הוא עוקב אחר ביצועי הפעולה ונכסי התפעול. אם התהליך מתחיל להאיץ או אם משהו מתחיל לאבד שליטה, ה- SIS משתלט ומפיל את המפעל."

מערכת SIS של שניידר אלקטריק, מערכת הבטיחות EcoStruxure Triconex, היא שילוב של חומרה ותוכנה לבקרת קצה המסייעת לשמור על זמן הפעילות של הצמחים. המערכת יכולה לספק התרעה מפני שריפות או אירועים דליקים אחרים כמו גם אירועים אחרים, כמו דליפות גז רעיל, ולסייע בתיקון המצבים. למרות שפלטפורמות SIS אינן מתחברות לרשתות נתונים בגלל חששות אבטחה, הן עדיין ממלאות תפקיד ב- IIoT על ידי אספקת נתונים למפעילים במפעלים ובתי זיקוק כדי לעזור להם לקבל החלטות קריטיות.

"לדוגמה, מפעילים יכולים לקבל התראות באמצעות לוח מחוונים בסמארטפון שלהם, ואומרים להם שהמפעל או נכס מפעל מסוים נמצא בסיכון. לאחר מכן הם יכולים לנקוט בפעולה הנדרשת כדי למנוע אירוע, " אמרה לדן. "אנו עוזרים להם להבין את סף הבטיחות שלהם, עד כמה הם יכולים להניע את התהליך ואת נכסיהם לפני שהמפעל יגיע למצב לא בטוח."

יתירות, אוטונומיה וכישלון מהיר

לטענת לדן, כדי להגן מפני סוג האסון שהתרחש בבית הזיקוק של הנפט BP שהוזכר קודם לכן, על המפעילים לשמור על כישלון מהיר ובקרה אוטומטית, וכן לשקול יישום יתירות על מכונות וירטואליות (VMs). לשם כך, שניידר אלקטריק פורס את פלטפורמת תשתית הענן המקומית Titanium Control של נהר Wind River. "יש יתירות על ה- VMs היא חשובה ביותר, והעובד של כישלון מהיר זה פירושו שלעולם הם לא מאבדים את הראייה של הצמח מספיק זמן כדי לגרום להם חרדה, " אמרה לדן.

מערכת בקרת הפצה מחברה כמו שניידר אלקטריק מביאה פונקציות אוטונומיות למפעלים כימיים ותחנות כוח. בקרי ההיגיון הניתנים לתכנות של שניידר אלקטריק המריצים את מערכת ההפעלה VxWorks בזמן אמת של ווינד ריבר מאפשרים לתחנות כוח לשלוט בפעילותן באופן אוטונומי. הפונקציות האוטונומיות של מערכת בקרת הפצה עוזרות לתחנות כוח ומתקני נפט לשלוט על הלחץ, הטמפרטורה וזרימת האנרגיה. לדן מתייחס לזה כאל "שליטה על פעימות לב". למעשה, שניידר אלקטריק ווינד ריבר עובדים על בקר תהליכים מהדור הבא. טכנולוגית בקרה מסוג זה מטפלת בכישלונות במפעלים, כאשר ציוד המתנה משתלט עקב כישלון בתשתיות ראשוניות.

בטיחות ותשתיות קריטיות

Wind River עוזרת ללקוחות כמו שניידר אלקטריק לשלב את החומרה והיישומים המגוונים של מפעלי תעשיה בפלטפורמה יחידה. צמחים יכולים גם למנף וירטואליזציה ומכולות כדי לשמור על זמינות מיטבית. החברה מתמחה במערכות הפעלה בזמן אמת כמו גם בטכנולוגיות הווירטואליזציה הדרושות בכדי להוביל את המודיעין לקצה.

רכיב של תשתית IIoT, מערכות הפעלה בזמן אמת מתמקדות בדרך כלל ביישומי בטיחות ואפליקציות קריטיות. הם מגיבים לסביבתם בקנה מידה של מיקרו שניות, והם אידיאליים למכשירים ואפליקציות שאינן יכולות להיכשל. ג'ים דאגלס, נשיא ומנכ"ל Wind River, אמר כי "מערכות הפעלה בזמן אמת יכולות להבטיח שהמחשוב, הזיכרון והמטמון יופצו תמיד על בסיס עדיפות.

הפעלת מערכות הפעלה בזמן אמת במקביל לינוקס מאפשרות לחברות ליישם למידת מכונות (ML) בקצה שבו למפעלים יש "ביקורת בטיחות גבוהה", אמר דאגלס. אמנם ניתן להפעיל מערכות הפעלה ולינוקס בזמן אמת, אך כאשר הן משמשות יחד Linux יכולה להריץ את החלקים הלא-קריטיים לבטיחות של מכשיר או אפליקציה בזמן שמערכת ההפעלה בזמן אמת מטפלת בפונקציות קריטיות למשימה. לינוקס שימושית במערכות משובצות בגלל דרישות המערכת הנמוכות שלה ויכולות ביצועים גבוהות יותר, לפי דוגלס. בגלל יכולות אלה עם ביצועים גבוהים יותר, כעת תוכלו למצוא טעמים שונים של לינוקס המשמשים בקומות מפעל, בבקרות הניתנות לתכנות, במטוסים ובמערכות בקרת טיסה.

יותר מחשוב מתרחש בקצה כדי למנוע עיכוב זה. "אתה לא יכול לקבל את ההשהיה הזו, " אמר דגלאס. "אם יקרה משהו, תהיה לך קטסטרופה."

אוטומטית ולא מאוישת

טכנולוגיות אלה מתפתחות במהירות מספקת כך שליד צופה כי כמה תחנות דלק עשויות להפוך לא מאוישות בקרוב להגנה מפני אסונות. "הטכנולוגיה כיום אינה כזו שאנשים בטוחים לעשות זאת. עם זאת, אנו מתחילים לראות זאת בחוץ לארץ, " אמרה לדן. "אז תראה את כל הפעולות בקבוצה של פלטפורמות נפט מחוץ לחוף המופעלות מפלטפורמת אם מרכזית עם פלטפורמות בת לא מאוישות."

לדן ציין כי מספר מפעלי גז קטנים מנוהלים כעת מרחוק. "אני נוהג, לדעתי, לעבר התפיסה הזו של אוטונומיה, כלומר שמערכת הבקרה כוללת בה כל מה שיאפשר שליטה, אך עדיין מאפשרת בטיחות ללא בני אדם שם, " אמרה לדן.

"הרעיון הזה של מכשירי קצה אינטליגנטיים, אוטונומיים, המאבחנים את עצמם", הוא המשיך, "שלא רק שהם שולטים אלא הם גם יכולים להתחיל לעשות דברים כמו לנהל את מצבם של נכסי המפעל הפיזי. יכולות כאלה הן הכרחי בכדי להגיע לחזון הזה של צמחים בלתי מאוישים."

בנוסף, מחשוב קצה ו- IIoT ייצרו הזדמנויות עבור בני אדם ומכונות אוטונומיות להתקיים יחד. למעשה, בינה מלאכותית (AI) בקצה תהיה בלב IIoT, לפי דוגלס. הגל הראשון של IIoT כלל חיבור מכונות קצה לרשתות ארגוניות. ואז הגיע ניתוחים והדמיות נתונים. "נוכל להתחיל לעשות ניתוחים באמצעות תוכנה לכתוב דברים כמו חבילות הדמיה כדי להקל על גילוי חריגות, " אמר דגלאס.

"הגל הבא הוא שאתה עומד לרשותך מכונות שהם אוטונומיים לחלוטין או אוטונומיים באופן חלקי, שבהם הם יכולים להתחיל לבצע משימות מתוחכמות יותר בעצמם, ותוכל לאנשים להיות מרוכזים יותר במשימות ברמה גבוהה יותר ולתת הרובוטים מבצעים את המשימות ברמה התחתונה, "המשיך דגלאס. "זו השינוי הגדול. לשם נכנס AI, איפה שכשיהיה לך מספיק כוח מחשוב בקצה אתה יכול להתחיל להפוך את המכונות האלה לחכמות הרבה יותר. ויהיה עליה להשתלט על יותר משימות מסוג זה שלוקחות הרבה משימות אינטראקציה אנושית."

אנליטיקס וציוד בריאות

נכון לעכשיו, במפעלי הייצור ובתי הזיקוק יש מגוון ציוד העוזר לשלוט בתהליך הייצור, כולל מדחסים, מדדים, משאבות ושסתומים. חיישנים מאפשרים לרכיבים אלה להיות אינטליגנטים ולשתף מידע על ביצועי ההפעלה שלהם. לטענת לדן, בעתיד יהיו למפעלים כימיים משאבות המפיקות אנליטיקה המספרות לאנשים כאשר המשאבות מקצרות את ראשונות העבודה או משתמשות בזרם רב מדי.

"אתה יכול לצפות שמשאבות יותאמו בצורה שתאמר לך אם היא צורכת את הכוח או אם המשאבה מתייעלת פחות, " אמרה לדן. "וכל הדברים האלה יופעלו ממכשיר קצה משותף ששולט גם על פעולת המשאבה וגם מאבחן את המשאבה."

כאשר ארגונים מוציאים אנשים מתחנות כוח, ומחירי חיישנים ומכשירי מדידה יורדים, יהיה צורך בניהול רב יותר של המפעלים דרך IIoT כדי למנוע כישלון במפעלים הבלתי מאוישים.

• כאשר הענן מוצף, זה מחשוב קצה, AI להצלה כאשר הענן מושחף, זה מחשוב קצה, AI להצלה
• כיצד ה- IoT מביא מיליארדי מכשירים קרובים יותר לקצה כיצד ה- IoT מביא מיליארדי מכשירים קרובים יותר לקצה
• 7 דברים שחברות קטנות ובינוניות צריכים לדעת על מחשוב קצה 7 דברים שחברות קטנות ובינוניות צריכים לדעת על מחשוב קצה

"זה דברים מהטבע שאני חושב ש- IoT יאפשר, כי נראה הרבה יותר ניהול בריאות ציוד ממה שאנחנו רואים היום, " אמרה לדן. "השלב הבא אם כן, כאשר ה- IIoT מתבגר, הוא להקנות יכולות שליטה בפועל בנכסים האלה. מה שאנחנו מדברים עליו הוא שכל אחד מהנכסים הללו הופך למערכת פיזית-סייבר שמסוגלת לשלוט על עצמה באופן אוטונומי." בנוסף, בעתיד, מפעלים כימיים יחברו בין המפוחים, חילופי החום, המנועים והמשאבות שלהם, על פי לדן.

לצד פיתוחים IIoT פיזיים, אנליטיקה תתפתח ותמלא תפקיד גדול יותר בניהול הביצועים של משאבות. השילוב של קישוריות מוגברת, כוח מחשוב ואנליטיקה יסייעו למפעלים ובתי זיקוק לנהל את תקינות ציוד התהליכים, לשפר את קבלת ההחלטות ולשפר את האמינות של תשתיות קריטיות.

האירוע האמור לעבר בית הזיקוק של נפט BP, כמו גם אירוע זיקוק Exxon Mobile ב- 18 בפברואר 2015 בקליפורניה, בו שחרור פחמימנים גרם לפיצוץ, מראים צורך בטכנולוגיית IIoT. האינטליגנציה שהיא מביאה יכולה לעזור במניעת אסונות מסוג זה.