CC BY
151
АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ПРОИЗВОДСТВАМИ
УДК 681.5
ПРОБЛЕМЫ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
Ю.Э. Голодков, Е.Ю. Ларионова, В.И. Демаков
Рассмотрены вопросы обеспечения национальной безопасности, которые неразрывно связаны с проблемами технологической независимости государства в интеллектуальной сфере промышленности, к которой, несомненно, относится сфера промышленной автоматизации. Проанализировано развитие стратегически важных направлений в этой области, которым должны способствовать государственные меры поддержки, так как задачи импортозамещения особенно становятся чрезвычайно важными в условиях действия экономических санкций. Показано, что на текущий момент наиболее развитыми направлениями импортозамещения компонентов промышленных систем автоматизации являются отечественные разработки контрольно-измерительных приборов, программируемых логических контроллеров и программного обеспечения. Очевидным их достоинством является высокая адаптация предлагаемых технических решений к различным конфигурациям систем автоматизации независимо от производителя.
Ключевые слова: импортозамещение, промышленная автоматика, автоматизированные системы управления, программно-технические средства.
Анализ содержания государственной программы импортозамещения в России до 2024 года [1] показал, что вопросам развития отечественных автоматизированных систем управления промышленных процессов и производств со стороны государства уделяется серьезное внимание.
В программе обозначены следующие основные задачи: повышение конкурентоспособности российской промышленности на мировой арене, внедрение новейших технологий в производство, освоение рынка инноваций с целью последующего применения разработок на практике.
Результатами реализации стратегии к 2024 году должны стать: создание развитой промышленной инфраструктуры в стране; формирование спроса на отечественную продукцию; создание высококвалифицированных рабочих мест; модернизация технологического базиса государства; повышение экономической эффективности отечественных производителей; стандартизация важнейших отраслей промышленности; увеличение числа патентов, внедрение последних инноваций в практическую деятельность.
В частности, изучение паспорта подпрограммы «Развитие производства средств производства» показал, что для достижения перечисленных результатов необходимо обеспечить:
- создание условий для поступательного развития производств средств производства на основе инновационного потенциала;
- создание правовой, организационной и технологической инфраструктуры, способствующей эффективному внедрению новой техники и технологий, в том числе в сфере робототехники, цифрового производства и аддитивных новаций, для решения стратегических задач развития промышленности, а также поддержки внедрения в деятельность промышленных предприятий российского оборудования и инженерного программного обеспечения;
- формирование устойчивого спроса на средства производства, произведенные на территории Российской Федерации;
- удовлетворение спроса новыми образцами высокотехнологичного оборудования.
Многие эксперты отмечают [2], что большинство корпораций, обеспечивающих наполнение государственного бюджета, предпочитают осуществлять свою производственную деятельность на основе зарубежных программно-технических средств промышленной автоматизации. В современных условиях крупные предприятия становятся заложниками ранних периодов развития страны, когда отечественные компании не могли предоставить конкурентные программно-технические средства и интеллектуальные компоненты автоматизированных систем управления.
Данная работа посвящена изучению проблемы импортозамещения компонентной базы промышленных автоматизированных систем управления. Цель исследования состоит в оценке состояния готовности российских производителей программно-технических средств промышленной автоматизации к импортозамещению.
Для решения поставленной задачи авторами проведен анализ реализуемых направлений импортозамещения в области автоматизированных систем управления российскими разработками. Основное содержание компонентной базы для разработки и внедрения автоматизированных систем управления можно разделить на условные уровни.
Первый уровень, сегмент «железа», включает всевозможные датчики и кабельные линии, контроллеры, шкафы и сетевое оборудование. Достаточно уверенно российские производители представлены на рынке услуг разработками в области контрольно-измерительных приборов (КИП), начиная с самых простых - термометров, преобразователей, заканчивая сложными измерительными устройствами. По разным оценкам [2], около 70 процентов продаваемых в России товаров из сегмента КИП относится к отечественному производству. Известным примером является российская компания СКБ «Индукция» [3], которая более 10 лет выпускает электрооборудование для автоматизации производственных процессов в машиностроении, металлургии, пищевой и других отраслях промышленности. Бесконтактные
индуктивные, оптические, емкостные, магнитоуправляемые датчики СКБ «Индукция» помогают реализовать программу импортозамещения на территории России и ближнего зарубежья. К сожалению, многие специалисты отмечают, что российские приборы при достаточной надежности, существенно, уступают импортным образцам в части удобства эксплуатации, интерфейса и качества сборки.
Рассматривая такой важный элемент «железа», как кабельные линии, однозначно можно отметить конкурентноспособность российской продукции только относительно металлических кабелей, проводов самых разных конструкций и назначений. Однако уровень производства такого важного элемента современных систем промышленной автоматизации как оптоволокно в России значительно отстает от импортных производителей. При этом необходимо понимать, что само производство оптоволоконных линий может находиться на территории страны, однако практически отсутствует технология разработки исходных компонентов для оптоволокна. Российский оптоволоконный кабель может включать в себя практически 95% импортных комплектующих [4].
Шкафы для автоматизированных систем управления изготавливаются на высоком уровне и с этими изделиями проблем в импортозамеще-нии, как правило, не возникает.
Следующий элемент «железа», без которого не мыслима организация автоматизированных систем управления, относится к разряду интеллектуальных разработок. Российские программируемые логические контроллеры (ПЛК), часто собранные из импортных частей, узлов и деталей (особенно это относится к микроэлектронике), имеют хорошее качество и могут достойно конкурировать с импортными образцами. Однако производство сетевого оборудования, например, коммутаторов, преобразователей интерфейсов и интеллектуальных систем для сетевого оборудования (маршрутизаторов, преобразователей) отечественными производителями освоено недостаточно и в этом сегменте зависимость от импорта очень высока.
Второй уровень можно отнести к сегменту, включающему серверы и рабочие станции. В этом сегменте российской продукции для выполнения задач систем автоматического управления тоже практически нет [5]. Существуют отдельные отечественные проекты, которые располагают собственными техническими решениями по производству системных блоков и серверов. Так, компания АО «МЦСТ» в 2018 году выпустила тестовые партии компьютеров и серверов на отечественных процессорах «Эльбрус» и отечественной операционной системе Astra Linux Special Edition. В первой половине 2019 г. компания «Хамстер роботикс инжиниринг» начала серийное производство российского промышленного компьютера на базе процессора «Байкал-Т1». Предполагается, что данный компьютер может использоваться для промышленной автоматизации с низким энергопотреблением, вибро- и удароустойчивостью [6]. В августе 2019 года на Жуковском авиакосмическом салоне МАКС-2019 концерн «Автоматика» представил новый российский моноблочный компьютер «Эльбрус 801М», отличием которого является высокий уровень обеспечения кибербезопасности, что в
современных условиях является достаточно важным [7]. Активным производителем серверных решений с использованием отечественных комплектующих является компания «ДЕПО Компьютерс». В стенах этой организации в конце 2019 года реализован ряд интересных разработок, уже доступных для использования потребителями. В частности, аппаратная часть данных серверов комплектуется серверной материнской платой ДЕПО российского производства, которая получила положительное заключение Министерства промышленности и торговли РФ № 15467/11 от 12.03.2019 о подтверждении производства промышленной продукции на территории Российской Федерации, согласно постановлению правительства РФ №719 от 17 июля 2015 года. Система хранения данных DEPO Storage 3 624DL - уникальный современный российский продукт, предназначенный для хранения и обработки большого объема информации. Данная разработка является достойной альтернативой зарубежным аналогам. Решение как на аппаратном, так и на программном уровне поддерживает все популярные высокоскоростные протоколы передачи данных. Компания представляет ряд серверных решений, реализованных на полностью отечественных аппаратных и технических продуктах, которые являются конкурентоспособными в плане производительности, масштабируемости и безопасности. В конце 2019 года в России реализованы несколько проектов по внедрению в эксплуатацию ряда суперкомпьютеров, входящих в Top500 самых мощных вычислительных систем мира.
Третьим уровнем в разработке систем автоматического управления является программное обеспечение высокого уровня таких как, например, SCADA-система промышленной автоматизации, отвечающая за диспетчерское управление и сбор данных. В этом сегменте российские разработки имеют достаточную известность, чтобы предложить предприятиям хорошие надежные программные продукты. Технические решения существуют как под конкретные, так и универсальные задачи. Общепромышленные SCADA-системы производят такие компании, как «ИнСАТ» и «AdAstrA», предлагая собственные программные разработки, соответственно, МasterSCADA и TRACE MODE [8,9]. Имеются качественные российские предложения относительно систем баз данных реального времени [10].
Оценивая отечественные программные продукты с позиции реальной конкуренции зарубежным аналогам, необходимо учитывать объемы продукции. В этом плане российские производители значительно уступают своим импортным коллегам, которые имеют богатый опыт предоставления услуг по техническому сопровождению технологий автоматизации промышленных предприятий. Например, компания Siemens (Германия) была основана в 1847 году и до сих пор является ведущим производителем компонентов и оборудования для автоматизации производства [11]. Siemens по всему миру продает свои разработки миллионными тиражами, что позволяет компании поддерживать конкурентно выгодные цены.
Компания ИнСАТ [8] создана в 1988 г. на основе НИИ «Теплопри-бор», продолжив развитие технологий контроллера Ломиконт, в настоящее время является крупнейшим поставщиком программного обеспечения
192
собственной разработки для систем автоматизации, диспетчеризации и учета ресурсов предприятия: SCADA-системы, SoftLogic-системы для программирования контроллеров с открытой архитектурой, OPC-серверы с развитым пользовательским интерфейсом, облачные решения и др. Специалисты компании в 2016 году разработали принципиально новую версию среды программирования MasterSCADA 4D, которая позволяет объединить в одну систему автоматизации контроллеры не только разных производителей, но и работающих на разных платформах и по разным линиям связи. Эта информационная платформа помогает преодолеть такую проблему российских предприятий, как «лоскутная» автоматизация, и одновременно создает возможности для реализации передовых идей промышленного интернета.
Компания AdAstrA Research Group, Ltd [9] имеет стаж 25 лет и также является одним из лидеров на рынке промышленной автоматики. Предлагаемая SCADA TRACE MODE - это высокотехнологичная российская программная система для автоматизации технологических процессов (АСУ ТП), телемеханики, диспетчеризации, учета ресурсов (АСКУЭ, АСКУГ) и автоматизации зданий. TRACE MODE работает под Windows и Linux, используется в более чем в 30-и странах мира, в 49-ти отраслях промышленности и имеет наибольшее (53000 шт.) число реальных инсталляций в России.
Проведенный анализ причин импортозамещения на рынке предоставления услуг по сопровождению технологического процесса решениями в области автоматизации позволяет обратить внимание на конкурентные особенности отечественных разработок. Российские производители технических средств автоматизации лучше знают потребности своих потребителей, готовы выполнять индивидуальные заказы, предлагают наиболее оптимальную стоимость и оперативное взаимодействие даже с удаленными клиентами.
Наиболее популярными инструментами разработки программного обеспечения для программируемых логических контроллеров в настоящее время являются языковые среды ISaGRAF и CoDeSys, которые разработаны, соответственно, фирмами Rockwell Automation, Inc. (США) и 3S-Smart Software Solutions (Германия). Данные среды программирования входят в комплект поставки большинства импортных контроллеров. Российская компания ИнСАТ разработала собственную систему технологического программирования MasterPLC Designer, независимую от производителей конкретных контроллеров, от SCADA и предназначенную для использования именно в качестве OEM-продукта для производителей или дистрибуторов ПЛК. Предлагаемая новинка российского рынка промышленной автоматизации MasterPLC Designer является ярким примером возможности импорто-замещения именитых производителей, т.к. позволяет не просто заменить зарубежные аналоги, но и предоставить более широкие возможности по сравнению с конкурентами: многозадачность, «горячий» рестарт, автоматическая загрузка программ, архивирование, резервирование, развитые
коммуникационные возможности (ModbusRTU/TCPMaster/Slave, DCon, GSM, SMS, OPCDA/HDA, межконтроллерный обмен, удаленная загрузка «на ходу»), поддержка ряда массовых контроллеров [12].
Также важно учитывать такие достоинства, как репутация и надежность предлагаемых систем автоматизации импортных производителей. Непрерывные производства, автоматизация которых длительное время была построена на зарубежных технических решениях, как правило, невозможно перевести на отечественное оборудование в связи с большими издержками в случае остановки технологического процесса и дальнейшей настройки, отладки и пуска.
Вместе с тем импортозамещение в такой важной отрасли как автоматизация промышленных предприятий остается актуальной в связи с необходимостью обеспечения безопасности функционирования как отдельных предприятий, так и целых отраслей страны, начиная с топливно-энергетического комплекса, горно-добывающих и перерабатывающих производств. Отсутствие внедрений собственных разработок в области автоматизации промышленных предприятий снижает независимость и самостоятельность государства. Зарубежные интеллектуальные системы управления могут представлять опасность для потребителя. Известны примеры включения в перечень функций микросхем с недекларированными возможностями, влияющими на информационную и технологическую безопасность предприятий [13]. В современных условиях при производстве своих контроллеров на импортной компонентной базе возможна задержка поставок импортных электронных компонентов, запчастей по различным причинам. Поэтому производство отечественных систем на российской микроэлектронике должно стать стратегическим направлением.
Проведенный анализ показал, что не все компоненты промышленных автоматизированных систем управления импортного производства в настоящее время могут быть эффективно заменены отечественными разработками. Проблемы импортозамещения программно-технических средств промышленных автоматизированных систем управления не могут быть решены за короткий период времени, поэтому полностью отвергать зарубежные предложения в области автоматизации производственных процессов не представляется возможным по объективным причинам, вместе с тем, очевидно, что для развития интеллектуальных производств и сохранения национальной безопасности необходимо развивать и внедрять отечественные технические решения, используя государственные методы стимулирования. Внедрение отечественных разработок в области промышленной автоматизации, безусловно, будет способствовать развитию промышленности и решать проблемы национальной безопасности.
Список литературы
1. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 г. № 328 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности»
(с изменениями и дополнениями) [Электронный ресурс]. URL: http://base.garant.ru/ 70643464/#ixzz6B0jnhi9B/ (дата обращения: 12.01.2020).
2. Аннушкин С.Л. О достижениях, сложностях и перспективах им-портозамещения компонентной базы для отечественных промышленных автоматизированных систем управления (АСУ) // Информационные ресурсы России. 2015. № 6(148). С.15-19.
3. Импортозамещение на выставке «Передовые Технологии Автоматизации. ПТА-Урал 2017» [Электронный ресурс]. URL: https:// controlengrussia.com/rynok/importozameshhenie-pta-ural-2017/ (дата обращения: 12.01.2020).
4. Серийное производство оптического волокна в РФ, 11.13.2013. [Электронный ресурс]. URL: https://professionali.ru/Soobschestva/telekommu-nikacii/seriinoe-proizvodstvo-opticheskogo-volokna-v-/ (дата обращения: 12.01.2020).
5. Коваленко С.М., Романов А.М., Петушков Г.В. Перспективы развития аппаратной платформы компьютеров // Современные наукоемкие технологии. 2018. № 12-1. С. 67-70.
6. На «Байкалах» создан первый российский промышленный компьютер, 25.02.2018 [Электронный ресурс]. URL: https://www.cnews.ru/ news/top/2019-02-25 na bajkalah sozdan pervyj rossijskij promyshlennyj/ (дата обращения: 12.01.2020).
7. Чем уникален представленный на МАКС-2019 новый российский компьютер, 28.08.2018 [Электронный ресурс]. URL: https://rus-sian.rt.com/science/article/662914-rossiiskii-kompyuter-elbrus-monoblok/ (дата обращения: 12.01.2020).
8. ИнСАТ официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: https://in-sat.ru/about/ (дата обращения: 12.01.2020).
9. AdAstrA Research Group, Ltd официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: http://www.adastra.ru/ (дата обращения: 12.01.2020).
10. Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных. [Электронный ресурс]. URL: https://reestr.minsvyaz.ru/reestr/7sort by=date&sort=asc&name=%D 1 %81 %D 1 %83%D0%B1%D0%B4&owner status=&set filter=Y/ (дата обращения: 12.01.2020).
11. SIEMENS официальный сайт [Электронный ресурс]. URL: https://siemens-drives.ru/ (дата обращения: 12.01.2020).
12. Аблин И.Е. MasterPLC Designer - возьмите контроллер в руки // Информатизация и системы управления в промышленности. 2011. № 3(33) [Электронный ресурс]. URL: https://isup.ru/articles/4/1054/ (дата обращения: 12.01.2020).
13. Марков А.С., Цирлов В.Л. Опыт выявления уязвимостей в зарубежных программных продуктах // Вопросы кибербезопасности. 2013. № 1. С.42-48.
Голодков Юрий Эдуардович, канд. техн. наук, доцент, угх2 7 а таИ. ги, Россия, Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
Ларионова Елена Юрьевна, д-р хим. наук, доцент, начальник кафедры, lari555@,mail. ru, Россия, Иркутск, Восточно-Сибирский институт МВД России,
Демаков Владимир Иванович, канд. техн. наук, доцент, vid_irk@,mail. ru, Россия, Иркутск, Иркутский государственный медицинский университет
PROBLEMS OF IMPORT SUBSTITUTION OF THE COMPONENT BASE OF INDUSTRIAL
AUTOMATION SYSTEMS
Y.E. Golodkov, Е.Y. Larionova, V.I. Demakov
The issues of ensuring national security, which are inextricably linked with the problems of technological independence of the state in the intellectual sphere of industry, which undoubtedly include the sphere of industrial automation, are considered. The development of strategically important areas in this area, which should be supported by state support measures, is analyzed, since the tasks of import substitution become especially important under the conditions of economic sanctions. It is shown that at present the most developed areas of import substitution of components of industrial automation systems are domestic developments of instrumentation, programmable logic controllers and software. Their obvious advantage is the high adaptation of the proposed technical solutions to various configurations of automation systems, regardless of manufacturer.
Key words: import substitution, industrial automation, automated control systems, software and hardware
Golodkov Yuri Eduardovich, candidate of technical sciences, docent, yrg2 7@,mail. ru, Russia, Irkutsk, Irkutsk National Research Technical University,
Larionova Elena Yurievna, doctor of chemical sciences, docent, head of chair, lari555@,mail. ru, Russia, Irkutsk, East Siberian Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia,
Demakov Vladimir Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, vid_irk@,mail. ru, Russia, Irkutsk, Irkutsk State Medical University
УДК 621.317
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.В. Боговик, О. А. Губская, Е.В. Фатьянова, А. А. Самохвалов
Представлена модель информационно-измерительной системы мониторинга. Рассмотрены структура и содержание предлагаемых этапов моделирования данной системы.
Ключевые слова: моделирование, информационно-измерительная система, мониторинг, транспортная сеть связи.
Современные транспортные сети связи (ТСС) оперативного объединения (ОО) являются сложными распределенными программно-аппаратными системами, предназначенными для передачи информационных
196
