15 октября 2020

Как Интернет вещей влияет на атомную индустрию?

Atomic-Energy.ru

По прогнозу Nuclear Business Platform, благодаря внедрению Интернета вещей, суммарный доход ядерного сектора к 2025 году должен составить $1,3 трлн. Добавим еще $2 трлн - и узнаем глобальную прибыль компаний - вполне реальную, если при помощи технологий снизить выбросы углерода в атмосферу. Как Интернет вещей влияет на состояние атомной индустрии, поговорим в материале.

Зачем атомному сектору Интернет вещей?

Промышленный Интернет вещей, согласно отчету Глобального института МакКинзи, способен ежегодно вносить вклад в международную экономику в размере $3,9-11,1 трлн. Из них, по данным IAE, $80 млрд в год приходится на сектор электроэнергетики, объединённой с IoT технологиями.

Позитивное влияние передовых технологий на ключевые индустрии и, как следствие, мировую экономику, безусловно. Однако непосредственно сектор электроэнергетики и, в особенности, атомная индустрия не испытали на себе всех преимуществ внедрения IoT, что выглядит достаточно несправедливо. Единственное достижение цифровых технологий в данном секторе связано с введением на атомное производство "умных" счетчиков и смарт-термостатов. 

Однако и в случае с "умными" счетчиками наблюдается дефицит гаджетов на производстве. Например, в США насчитывается 86,8 млн смарт-счетчиков. В то же время, 88% из них установлены в "умных" домах и используются для отслеживания количества потребления электроэнергии. Только 12% используется для "обматывания" приборов на атомных станциях для получения информации о состоянии приборов. Несомненно, такой "перекос" не оправдан и будет устраняться в ближайшее время.

Когда мы говорим об энергетике, то подразумеваем, прежде всего, атомную индустрию. Интернет вещей необходим, в первую очередь, для мониторинга и аналитики, что в будущем даст стимул для развития энергетической отрасли. А энергетика, в свою очередь, важна со стратегической точки зрения, и от нее зависит национальная безопасность государства. 

Еще одна проблема связана с развитием IoT на отечественном рынке информационных технологий. Раньше руководство атомных станций закупало программное обеспечение у западных провайдеров. Соответственно, и доступ к важнейшей информации имели не российские программисты, а, к примеру, американские разработчики. В этом был существенный "пробел": если отечественный производитель выпускает собственное качественное программное обеспечение, появляется возможность отслеживать общее состояние атомной индустрии в режиме реального времени. Также не возникнет вопроса об утечке информации, которая может иметь отношения к геополитике. К счастью, сейчас Росэнергоатом ведёт разработку цифровых платформ для атомных станций.

Как внедряют IoT?

Учитывая, что в мире присутствует тенденция отказа от ТЭС, атомная энергетика по праву считается ведущей отраслью. Это означает, что риск ошибки на конкретной станции нужно свести к нулю. А это возможно при автоматизации производства и внедрении приборов, в основе которых лежит искусственный интеллект. 

Подсчитано, что большие данные - значимая часть Интернета вещей - позволяют на 25% сократить риск ошибки при анализе важных показателей. Например, если установить датчики на основных узлах атомной станции, появляется возможность контролировать состояние оборудования и отслеживать жизненный цикл системы. Допустим, именно таким образом мы можем отследить, что через месяц выйдет из строя конкретная деталь, - и заранее заказываем запчасти также для ближайших станций, оптимизируя логистику и сокращая расходы.  

Развитие IoT позволяет "уйти" от понятия человеческого фактора. Так, после мониторинга и анализа следующей стадией является автономия на производстве, где человеку не обязательно взаимодействовать с машинами. И гаджеты, в основе которых лежит искусственный интеллект, способны самостоятельно оценить ситуацию и принять решение о последующих действиях. 

Наконец, последняя стадия внедрения IoT на атомную станцию выглядит так: машины не только работают самостоятельно, но и прибегают к "цифровому общению", чтобы регулировать и адаптировать операции на производстве. 

Приведем пример американской АЭС “Калверт-Клифс”. Руководство заключило контракт с digital-компаниями Ge и Exelon, которые, в свою очередь, пообещали поставлять прогрессивное программное обеспечение. Predix собирает данные с АЭС и переводит информацию в цифровой формат. Компьютер применяет предиктивный анализ и "выдаёт" рекомендации, как оптимизировать работу. Кроме того, эта программа рассчитывает риски, которые могут возникнуть на станции, за три-четыре месяца до того, как руководство столкнется с проблемой. Ещё одна полезная инновация - интерактивная карта, которая обеспечивает просмотр деятельности АЭС, а также показывает уровень радиации. Этот инструмент известен под названием Digital Plant Viewer. Благодаря этому средству, каждый работник АЭС “Калверт-Клифс” может увидеть реальную картину на планшете или смартфоне - и оценить ситуацию на станции. 

Секрет успеха работы шведской атомной электростанции “Форсмарк” - во внедрении инструментов виртуальной реальности. Финская компания Fortum составляет IT-программы, которые довольно реалистично моделируют потенциальную проблему, например, возникновение пожара. А также появляется возможность контролировать труднодоступные места на АЭС, например, бассейн выдержки отработавшего ядерного топлива. 

Как насчёт безопасности?

В рамках внедрения IoT тема кибербезопасности требует особого внимания. Необходимо также защищать приложения, которые работают с высоко сенситивной информацией, а именно персональными данными о каждом гаджете и сотруднике, работающих на АЭС. Поэтому коммуникационные модули IoT должны содержать специальный протокол - SSH (secure shell), который предлагает аутентификацию в форме логина удалённого и биометрического сервера. 

Как правило, в таких системах встроен и VPN, который обеспечивает конфиденциальность информации, адаптируя крипто-алгоритмы на стадии интеграции данных. Также многие станции и промышленные организации заказывают виртуальное пространство для хранения паролей. Такие западные платформы, как, например, Last Pass, сохраняют не только шифр для разблокировки аккаунтов, но и всю информацию об удалённом управлении предприятии.

Заключение 

Сейчас Интернет вещей, к сожалению, недостаточно внедрен в атомной отрасли, но разработки идут полным ходом. Будем надеяться, что в ближайшие пять лет ядерному сектору удастся воплотить инновации в жизнь. Тем самым модернизировать рабочий процесс и добиться максимальной безопасности как для сотрудников, так и для всей планеты.