Projektowanie odpornych sieci cyberfizycznych systemów systemów
Przemysł 4.0 zmienia paradygmaty tworzenia, projektowania i wdrażania systemów automatyki, burząc bariery między technologią operacyjną (OT) a technologią informacyjną (IT). Wypełnić tę wyłaniającą się lukę IT-OT ma finansowany ze środków UE projekt 1-SWARM. „Postanowiliśmy opracować modułowe ramy do projektowania odpornych sieci cyberfizycznych systemów-systemów (CPSoS) charakteryzujących się inteligencją roju, które spełniałyby otwarte standardy akceptowane w przemyśle” — mówi Tommaso Colombo, szef badań nad sztuczną inteligencją w Spindox, który koordynował projekt wraz z dwiema jednostkami badawczo-rozwojowymi: Spindox Labs i aHead Research. CPSoS to sieci, które łączą systemy cyberfizyczne i ludzi. Inteligencja roju to zbiorowe zachowania samoorganizujących się systemów zdecentralizowanych.
Rozwój sieci CPSoS
Poprzez zebranie w jednym projekcie dostawców technologii z różnych sektorów, krajów i obszarów wiedzy, można było skupić się na zwiększeniu inteligencji systemów cyberfizycznych na obrzeżach sieci, tak aby wykazywały one zachowania poznawcze i miały wysoki stopień autonomii. Postęp w dziedzinie CPSoS zaowocował powstaniem dużych sieci inteligentnych systemów zdolnych do interakcji zarówno na poziomie fizycznym, w celu przeprowadzania skoordynowanych zadań, jak i na poziomie cyfrowym, do wymieniania informacji, co gwarantuje wewnętrzną odporność i niezawodność pojawiających się zachowań. „Szybki postęp w zakresie wszechobecnej mocy obliczeniowej, w połączeniu z możliwościami delokalizacji funkcji obrzeży opartych na sztucznej inteligencji, może doprowadzić do powstania nowej generacji systemów automatyki przemysłowej opartych na usługach, których lokalna inteligencja może być dynamicznie łączona z funkcjami wykonawczymi znajdującymi się we mgle lub w chmurze” — wyjaśnia Colombo.
Plaftorma Swarm Intelligence DevOps Framework
Aby utrzymać postępujące zacieranie się granic między fizyczną halą produkcyjną a cyberświatem, te sieci CPSoS muszą polegać na przyjęciu nowych rozwiązań metodologicznych i technologicznych — w tym miejscu pojawia się projekt 1-SWARM. „1-SWARM zajął się kwestiami CPSoS, uwzględniając specyfikę dużych sieci dystrybucyjnych i logistycznych, w których splątanie funkcjonalności CPS odbywa się na kilku poziomach i potencjalnie na różnych etapach odpowiedniego łańcucha wartości" — zauważa Colombo. Dlatego podejście 1-SWARM opiera się na modułowej i skalowalnej platformie Swarm Intelligence DevOps Framework. Framework jest zestawem interoperacyjnych modułów funkcjonalnych zajmujących się wyłącznie najtrudniejszymi kwestiami, które obecnie utrudniają powszechne przyjęcie CPSoS. „Można go również zintegrować z kompleksowym podejściem, które obejmuje zarządzanie całym cyklem życia tej złożonej sieci inteligentnych agentów” — dodaje Colombo.
Zamykanie luki OT-IT
W ramach projektu przetestowano jego framework w różnych zastosowaniach przemysłowych, od produkcji po magazynowanie i handel detaliczny. Na przykład podczas jednej z demonstracji projekt pokazał, w jaki sposób integracja inteligencji decyzyjnej z automatyzacją może być wykorzystana do orkiestracji CPSoS z wymianą danych w czasie rzeczywistym. „Zajmując się zarówno warstwą wdrożeniową rozproszonej automatyzacji w czasie rzeczywistym zintegrowanej z platformą obliczeniową typu mgła/obrzeże, jak i inżynierią zaawansowanej sztucznej inteligencji zarządzającej wbudowanym zachowaniem i orkiestracją CPS, nasze podstawowe koncepcje mogą być dalej rozwijane w dobrze zorganizowanym podejściu, aby osiągnąć wszystkie brakujące elementy umożliwiające badania i rozwój” — zauważa Colombo.
Słowa kluczowe
1-SWARM, cyberfizyczne systemy systemów, Przemysł 4.0, automatyzacja, technologia operacyjna, technologia informacyjna, inteligencja roju, sztuczna inteligencja
