CC BY
4
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Том 2
УДК 004.75
ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОМЫШЛЕННОЙ
АВТОМАТИЗАЦИИ
В. Н. Керницкий, Е. С. Волнейкина Научный руководитель - В. С. Тынченко
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: edu@kernitskiy.ru
В статье описаны принципы облачного вычисления. Раскрыта концепция зарождения «облачных вычислений», рассмотрен один из самых распространенных вариантов использования облаков в промышленной оптимизации и SCADA-системы.
Ключевые слова: облачные технологии, облачные вычисления, промышленная автоматизация, информатизация.
CLOUD COMPUTING USED IN INDUSTRIAL AUTOMATION
V. N. Kernitskii, E.S . Volneykina Scientific Supervisor - V. S. Tynchenko
1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
Е-mail: edu@kernitskiy.ru
This article describes the principles of cloud computing. The concept of the origin of "cloud computing" is revealed, the composition of cloud computing is defined, one of the most common options for using clouds in industrial optimization and SCADA systems is considered.
Keywords: cloud technologies, cloud computing, industrial automation, informatization.
Один американский ученый-компьютерщик Джон Маккарти предположил, что наступит время, когда машинные вычисления станут возможны благодаря государственным программам в 1960 году [1]. В настоящее время облачные вычисления - это инновационная технология. Облачные вычисления стали популярны в 2007 году в связи с бурным развитием каналов связи и растущей потребностью в появлении собственных информационных систем для бизнеса и индивидуальных пользователей.
Облачные вычисления стали широко использоваться многими компаниями, в частности Google. Популярные сегодня облачные вычисления возникли в 2006 году, когда Amazon.com представлены веб-сервисы Amazon (AWS), формирующее развитие облачных вычислений. AWS предоставляет доступ к огромному количеству сервисов, таких как вычислительные мощности и хранилища информации, которые поддерживают лидирующие позиции и защищенную инфраструктуру облачных сервисных платформ.
В 2018 году большинство крупных компаний на мировом рынке имеют облачные вычисления, в том числе Google, Microsoft, HP, Intel, SAP, IBM, Oracle и другие.
Основной идеей облачных вычислений является передача пользователям удаленного доступа к различным ресурсам через Интернет. Использование облачных вычислений - это всего лишь один из способов принести пользу отрасли и производственным площадкам [2].
Секция «Информационно-экономические системы»
Существует три категории облачных технологий по уровню модели или архитектуры: IaaS, SaaS, PaaS. Вершиной пирамиды является SaaS, где информация передается и корректируется клиентом, а пользователь модифицирует данные перед отправкой на нижние уровни. PaaS и IaaS лежат на физическом и логическом уровне сети, SaaS находится непосредственно на прикладном уровне и является "верхней" формой облачных вычислений. PaaS предоставляет всю среду разработки и программирования в качестве платформы для потребителя. Хотя он имеет много общих характеристик с платформой как услугой (PaaS), он больше ориентирован на физические свойства системы, а не на платформу или приложения в системе в целом.
Облачные вычисления могут располагаться в рамках одной организации - частных облаков. С другой стороны, организация может использовать облачные технологии от сторонней компании. Тогда компания не владеет активами, которые используются при предоставлении ИТ-услуг, не заботится о поддержке и обслуживании этих активов.
Использование облачных вычислений позволяет значительно упростить производственные процессы в промышленной автоматизации. Главным преимуществом облаков является их использование в сочетании с мобильными устройствами, что часто так важно для отрасли.
Программное обеспечение для промышленной автоматизации базируется на SCADA-системе определенного уровня. Практически все SCADA-системы поддерживают использование удаленных рабочих станций и высокую степень визуализации. Совсем недавно SCADA-системы стали доступны в облаке [3, 4].
Эта технология может быть представлена двумя методами:
1. SCADA-система работает в организации и отправляет информацию в облако, где вся информация хранится и доступна всем, кому она нужна и разрешена;
2. SCADA-система функционирует независимо в облаке и дистанционно управляет устройствами.
В настоящее время наиболее часто используется первый вариант. В этом случае функции управления SCADA-системой изолированы от облака. Но информация становится доступной через облако в виде отчетов или визуально огромному количеству пользователей и практически в любой точке мира, где есть Интернет. Очевидно, что вопросы безопасности очень важны. Именно безопасность называют самым главным препятствием для их применения. Однако надежный облачный провайдер способен обеспечить очень высокий уровень защиты, чем относительно небольшая компания.
Следует отметить, что в последние годы многое было сделано для обеспечения облачной безопасности. Для облачных провайдеров создан стандарт безопасности - ISO 27001: в рамках открытой сертификации CSA создается многоуровневая система сертификации облачных провайдеров [5].
Во втором случае, управляя технологическими процессами и оборудованием из облака, поставщики SCADA-решений решают поместить в облако только отдельные программные сервисы, в основном такие, как системы отчетности или визуализации состояния устройств. Их заботит не только безопасность, но и надежность облачных вычислений. Однако по мере развития технологий облака могут стать не только более безопасными, но и более надежной платформой промышленной автоматизации.
Многие промышленные организации по всему миру уже извлекают выгоду из удаленного доступа к SCADA-системам, будь то удаленная информация по сетевым протоколам, удаленный доступ с коммуникаторов или полное перемещение SCADA-инфраструктуры в облаке. В принципе, удаленный доступ обеспечивает большую гибкость, повышает общую эффективность и снижает эксплуатационные расходы [6, 7].
Подводя итог, мы приводим список преимуществ использования облаков для промышленной автоматизации:
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Тома 2
1. Нет необходимости покупать аппаратное или программное обеспечение.
2. Использование облака с мобильными устройствами.
3. Практически все SCADA-системы поддерживают использование удаленных рабочих станций и высокую степень виртуализации, что способствует повышению производительности и сокращению времени разработки промышленных моделей.
4. Хранение информации в облаке может упростить непрерывность бизнеса и облегчить аварийное восстановление при значительном снижении затрат.
Вместе с этими преимуществами облака несут в себе риски, в первую очередь связанные с безопасностью. Компании не решаются переходить на облачные решения. Опасения по поводу безопасности конфиденциальных данных, связанных как с коммерческой тайной, так и с личными данными клиентов, по-прежнему остаются главным препятствием для широкого внедрения облачных технологий. Между тем сами провайдеры уже давно отдают приоритет безопасности, считая необходимым не только неформальное соблюдение современных требований, но и получение официальных сертификатов соответствия [8].
Таким образом, облачные вычисления уже давно используются в коммерческих приложениях. В настоящий момент они начинают завоевывать рынок в промышленной сфере. Эта технология, в отличие от традиционных решений, используется только на собственных вычислительных и сетевых ресурсах. Он имеет низкую стоимость и легче масштабируется. Все представленные ранее преимущества будут способствовать более широкому использованию облачных технологий, а правильный HMI для совместной работы значительно облегчит обнаружение такой системы на основе облачных вычислений и решение проблемы больших данных в отраслевых организациях.
Библиографические ссылки
1. Ступина А. А. и др. Новейшие системы управленческого учета //Современные проблемы науки и образования. - 2014. - №. 2. - С. 412-412.
2. Antamoshkin O. A. et al. Multicriterion problem of allocation of resources in the heterogeneous distributed information processing systems //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2018. - Т. 1015. - №. 3. - С. 032162.
3. Mikhalev A. S. et al. Storage and analysis of natural resources information in various territories //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2020. - Т. 1661. - №. 1. - С. 012181.
4. Boyko A. A., Kukartsev V. V., Stupina A. A. Principles of innovative reproduction strategic planning of the enterprises fixed assets in rocket and space industry // MATEC Web of Conferences 224, 02069 (2018)
5. Kukartsev V. V., Boyko A. A., Antamoshkin O. A. The simulation model of fixed assets reproduction of mechanical engineering enterprises //2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - IEEE, 2018. - С. 1-6.
6. Tynchenko V. S. et al. Automation of monitoring and management of conveyor shop oil-pumping station of coal industry enterprise //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - IOP Publishing, 2018. - Т. 194. - №. 2. - С. 022044.
7. Kukartsev V. V. et al. Simulation-dynamic model of working time costs calculation for performance of operations on CNC machines //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2020. - Т. 1582. - №. 1. - С. 012052.
8. Boyko A. A. et al. State and trends of depreciation strategy of rocket and space industry enterprises formation //International Conference" Actual Issues of Mechanical Engineering"(AIME 2018). - Atlantis Press, 2018. - С. 607-611.
© Керницкий В. Н., Волнейкина Е. С., 2021
