PKN ORLEN jako pierwszy w Polsce przeprowadził testy prywatnej sieci 5G w realnym środowisku zaawansowanej infrastruktury przemysłowej. Spółka z Płocka otrzymała w tym celu czasowy przydział częstotliwości radiowych oraz zgodę Urzędu Komunikacji Elektronicznej.
Wśród partnerów technologicznych tego projektu znalazł się również Siemens Polska, który dostarczył urządzenia 5G wspierające technologię telekomunikacyjną. Dodatkowo posłużyły one do przeprowadzenia eksperymentu w zakresie łączenia algorytmów sztucznej inteligencji oraz platformy Industrial Edge Siemensa z technologią VaaS (Video as a Sensor).
Wyzwania techniczne
Biorąc pod uwagę aspekty technologii telekomunikacyjnej, jednym z największych wyzwań w czasie testów okazało się zapewnienie wystarczającego poziomu mocy sygnału we wszystkich trudnodostępnych miejscach. Kluczowym zadaniem było dostarczenie odpowiedniej liczby anten i urządzeń, pozwalających uzyskać optymalną konfigurację infrastruktury radiowej oraz ich właściwe rozlokowanie. Do tego zadania wykorzystano m.in. routery 5G Scalance, które dzięki odpornej obudowie IP65 oraz pracy z pełną przepustowością na testowanych pasmach pozwoliły na realizację postawionych celów. Kolejnym wyzwaniem była integracja testowanej infrastruktury 5G, platformy Edge oraz algorytmów sztucznej inteligencji w jednym zadaniu.
Chmura obliczeniowa wraz z algorytmami AI, w tym przypadku Google’a, połączona z możliwościami technologicznymi platformy brzegowej Industrial Edge Siemensa to kierunek, bez którego nie wyobrażamy sobie rozwoju technologii przemysłowych. Rozwiązanie bazowało na danych przesyłanych w technologii 5G z uwzględnieniem rygorystycznych zasad cyberbezpieczeństwa i spełniło wszystkie założone cele. Technologiczne połączenie świata IT ze światem OT dla osiągania konkretnych celów biznesowych przedsiębiorstw produkcyjnych to coraz częstsza praktyka dająca możliwości dotąd nie dostępne. O ile możliwości technologiczne takich połączeń nie są już dzisiaj czymś odkrywczym, to ich zasadność biznesowa sprowadzona do rachunku ekonomicznego (ROI) jest bardzo ważna, nie zawsze oczywista i to ona świadczy ostatecznie o implementacji i sukcesie komercyjnym takich przedsięwzięć. – mówi Łukasz Otta, dyrektor ds. transformacji cyfrowej w Siemens Polska.
Testy zakończone sukcesem
Pilotażowy projekt Orlenu, w którym Siemens brał udział, udowodnił, że możliwe jest bezprzewodowe przesyłanie danych na terenie zakładów produkcyjnych z prędkością do 1Gb/s. W obszarze łączności krytycznej przetestowano łączność dyspozytorską głosową oraz wideo, a także sprawdzono możliwość transmisji danych przez urządzenia końcowe systemu łączności krytycznej. Ważnym aspektem była także integracja nowych możliwości komunikacji krytycznej z istniejącym systemem TETRA (Terrestrial Trunked Radio) służącym do cyfrowej radiotelefonicznej łączności dyspozytorskiej. Jest on wykorzystywany do komunikacji głosowej, ale nie ma możliwości transmisji danych oraz wideo z prędkością porównywalną do 5G.
Dostarczone przez nas routery 5G posłużyły do testów z różnymi dostawcami 5G RAN (Radio Access Network). W ramach poszczególnych zastosowań sprawdzaliśmy m.in. możliwość przesyłania danych ze stacji paliw oraz liczników energii. Urządzenia Siemensa działały w każdej z weryfikowanych architektur sieci 5G i we wszystkich wymaganych przez PKN ORLEN pasmach. Przyznam, że ze wszystkich prowadzonych projektów z obszaru 5G, test przeprowadzony w płockiej rafinerii był jak dotąd najbardziej wymagający, dlatego tym bardziej jestem zadowolony z końcowego rezultatu. – stwierdza Piotr Diakowicz, Kierownik ds. Kluczowych Klientów w Siemens Polska.
Eksperyment z technologią VaaS
Oprócz dostarczenia routerów 5G Siemens uczestniczył w projekcie badawczo-rozwojowym, którego celem było zastosowanie rozwiązań Video as a Sensor (VaaS) do monitoringu pochodni rafinerii w Płocku. Doświadczenie z użyciem technologii 5G miało pokazać czy za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego możliwa jest realizacja procesu sterowania płomieniem.
W testach sieci 5G wykorzystano technologię Video as a Sensor, w której dane obrazu wideo (pasmo widzialne i termowizja) były przetwarzane jak dane pobrane z inteligentnego, wyspecjalizowanego sensora pomiarowego. Dla zapewnienia wysokiej jakości algorytmów sztucznej inteligencji wymagane jest zapewnienie stabilnego przepływu analizowanego strumienia danych video wysokiej rozdzielczości do serwerów analitycznych. – mówi Wiesław Łodzikowski, dyr. Biura Infrastruktury IT PKN ORLEN.
Na potrzeby eksperymentu dostarczono routery Scalance 5G MUM856-1 zapewniające stałą i niezawodną transmisję strumienia danych z kamer, w trudnych przemysłowych warunkach. Z ich pomocą transmitowano zarówno obraz z kamer do analizy na komputerze z platformą Edge, jak i do komunikacji z sygnalizatorem. Dzięki zastosowanym rozwiązaniom, każda zmiana stanu płomienia była sygnalizowana pracownikom m.in. powiadomieniem na smartphonie lub smartwatch’u. – tłumaczy Maciej Górny, Inżynier ds. Rozwoju Sprzedaży w Siemens Polska.
Co więcej, użyty podczas testów procesor umożliwiał dostarczanie danych do uczenia maszynowego, wspomagającego sterowanie procesami technologicznymi obserwowanej pochodni rafinerii.
Urządzenia Siemensa służyły do komunikacji pomiędzy komputerem znajdującym się w data center, na którym uruchomiony był algorytm sztucznej inteligencji, a warstwą przemysłową. Niemniej urządzenia klasy Industrial Egde mogą samodzielnie pełnić funkcję przetwarzania danych z zastosowaniem metod uczenia maszynowego i dostarczać informacje potrzebne do sterowania. – dodaje Krzysztof Otta, Starszy Inżynier ds. Rozwoju Sprzedaży w Siemens Polska.
