Prezentacje projektów – Logika przedsiębiorstw doprowadza do przekształcenia przemysłu
Dzięki wymianie informacji i łączności, a więc podstawowej działalności pracowników biur na całym świecie, środowisko biurowe rozpowszechniło wiele innowacji informatycznych, takich jak systemy rozrzuconych przedsiębiorstw oraz aplikacje i usługi sieciowe. Ale z powodu złożoności krytycznych często systemów, przemysł wytwórczy wdraża dość późno takie innowacje. W roku 2004 naukowcy zauważyli sposobność, by połączyć logiczne zasady prowadzenia biznesu z wyłaniającym się Internetem rzeczy – a więc, z wbudowanymi systemami sieciowymi, które bezprzewodowo monitorują i umożliwiają detekcję fizycznych rzeczy. Koncepcja takiego połączenia dała w rezultacie sposobność do zainicjowania projektu dotyczącego tak zwanych „Wspólnych Elementów Biznesowych” (CoBIs), a więc inteligentnych podmiotów, takich jak towary, sprzęt, części lub nawet półki, które aktywnie komunikują się ze sobą i z systemem back-end, czyli systemem danych i serwerów. Centralną koncepcją trwającego przez okres 30 miesięcy projektu CoBIs było zarządzanie procesami biznesowymi raczej w „punkcie realizacji działania”, aniżeli w ramach scentralizowanych systemów. W ten sposób procesy takie stają się bardziej dokładne, niezawodne, opłacalne i odpowiadają potrzebom sektora przemysłowego. W celu osiągnięcia tego, naukowcy z projektu CoBIs zastosowali powszechny paradygmat usług dla wszystkich warstw, począwszy od aplikacji dla przedsiębiorstwa, aż do układów logicznych realizowanych na węzłach czujników. Oprogramowanie pośredniczące zbudowane zostało w oparciu o architekturę zorientowaną na usługi (SOA) – a więc elastyczne zasady projektowania stosowane przy opracowywaniu i integracji systemów – co pozwala na wdrożenie logiki biznesowej w formie usług przeznaczonych do sieci brzegowej. Innymi słowy, system jest wówczas bardziej zdolny do wykonania potrzebnych czynności bez zasadniczej interwencji po stronie samego opracowania, co zapewnia jego skalowalność i jest praktycznym narzędziem stosowanym w szybko zmieniających się scenariuszach informatycznych. W projekcie CoBIs skoncentrowano się na opracowaniu podstawowych ram architektury SOA, jak również narzędzi do monitorowania sieci i jej zarządzania. Wykorzystanie architektury SOA w kontekście rozrzuconych wbudowanych urządzeń, jak również sieci czujników i siłowników, rozwiązuje szereg problemów, związanych zazwyczaj z takimi systemami; a więc głównie integrację czujników i siłowników z systemami przedsiębiorstwa, jak również zarządzanie, monitorowanie i administrację systemu o bardzo wysokim stopniu rozrzucenia układów logicznych. „Kiedy rozpoczynaliśmy myśleć o takiej koncepcji, byliśmy nieco za bardzo zaawansowani,” twierdzi koordynator projektu CoBIs, Stephan Haller, architekt opracowania z SAP Research w Szwajcarii. „Obecnie koncepcja architektury SOA jest bardziej rozpowszechniona, bo zauważamy, że „sieć rzeczy” staje się realna.” Ujawnienie scenariusza Zidentyfikowano szereg scenariuszy aplikacji przeznaczonych dla przemysłu, oraz ich oszacowano ich realne wartości podczas prowadzonych prób, obejmujących zautomatyzowane systemy monitorowania magazynów chemicznych oraz technologię inteligentnych półek, wykorzystujących identyfikację za pośrednictwem częstotliwości radiowych (RFID) w przemyśle odzieżowym. Poza ramami architektury SOA, zdefiniowano zestaw wspólnych wielokrotnie powtarzanych usług oraz opisano go w nowo opracowanym języku opisowym oprogramowania o nazwie CoBIL. Opis usług w języku CoBIL obejmuje definicję interfejsu w języku opisowym usług sieciowych (WSDL), tekstowy opis usług, jak również informację dotyczącą zawartości usług i ograniczeń technicznych w zakresie ich wdrożenia. Stosując oprogramowanie pośredniczące poprzez wspólną warstwę abstrakcyjną, zintegrowano trzy różne sieciowe platformy czujników, zwanych Particles, uNodes i Sindrion. Te różne platformy posiadają odmienne charakterystyki; uzależnione, stosownie do projektu, od różnych scenariuszy aplikacji. „Trzeba po prostu wybierać najbardziej odpowiednią technologię, dostosowaną do swoich potrzeb,” mówi Pan Haller. „Opracowaliśmy nawet kryteria, które pomagają użytkownikom docelowym w dokonaniu wyboru, zapewniając nawet porównanie z istniejącą technologią, taką jak RFID i czujniki przewodowe.” Znaczne postępy dokonane zostały w warstwie sieci samych czujników; poprawiono wydajność energetyczną, opracowano niezawodną procedurę rozpowszechniania danych, a także ułatwiono uzyskiwanie pomocy przy programowaniu węzłów, by wprowadzać technologię sieci czujników bezprzewodowych do zastosowań przemysłowych w znacznie łatwiejszy sposób, wyjaśnia koordynator projektu. Czas na rozpowszechnienie informacji Zespół projektowy CoBIs wiedział od samego początku, że ich starania, by wyniki stosowane były w sektorze przemysłowym, mogą zająć jakiś czas. Dlatego też partnerzy z TECO – Instytut Technologii w Karlsruhe (KIT) – oraz ośrodek badań SAP Research, stworzyli wspólnie uboczne przedsiębiorstwo (spin-off) pod nazwą Particle Computer, które zapewnia rozwiązania w oparciu o technologię czujników bezprzewodowych, dopasowane do potrzeb klienta. Potencjał takiej technologii zaprezentowany został podczas jednej z prób prowadzonych przez CoBIs. Około 50 „cząstek”, czyli inteligentnych przywieszek pracujących jako węzły sieci, zamocowano do beczek zawierających substancje chemiczne w rafinerii BP położonej w angielskim mieście Hull. Węzły zaprogramowane zostały z informacją o przechowywanej substancji, a także o stosownych przepisach i zarządzeniach dotyczących bezpiecznej obsługi, takich jak okresy przechowywania i otoczenie. Scenariusz: dwie beczki zawierające inne substancje chemiczne zostały przez pomyłkę ustawione w tym samym magazynie, w tym samym miejscu. Technologia CoBIs umożliwia wykrycie tego i uruchamia alarm, by przekazać magazynierowi informację o tym, że musi usunąć obcą beczkę oraz rozwiązać problem w punkcie realizacji działania. Zaistniały incydent ten jest również przekazany do systemu back-end (do bazy danych i serwera). Organizacja Particle Computer zdobyła szereg nagród za wdrażanie tej przełomowej technologii, także nagrodę Niemieckiego Ministerstwa Gospodarki i Technologii za stworzenie wiodącego projektu z High Tech Gründerfonds. Przedsiębiorstwo sprzedane zostało później do większej korporacji, która nie instaluje już „cząstek”. Natomiast TECO w dalszym ciągu wykorzystuje platformę opracowaną jako część projektu. Wysiłki zostały wynagrodzone Pod względem handlowym, opracowania projektu CoBIs realizowane były zbyt wcześnie, by mogły być doceniane, ale wysiłki te są wynagradzane. Zespół naukowy rozszerzył koncepcję architektury SOA do poziomu urządzenia i podmiotu w realnych warunkach produkcji przemysłowej. Udało się zintegrować technologię sieci czujników bezprzewodowych w sposób płynny z systemami przedsiębiorstw, a ponadto usprawniono zarówno sprzęt, jak też niektóre zasadnicze elementy oprogramowania, by spełnić realne warunki występujące w istniejących obecnie warunkach produkcji przemysłowej. Rozszerzono także procedury biznesowe dotyczące „punktu realizacji działania”, a więc dziedzinę, która jest obecnie dalej badana w ramach projektu IoT-A (http://www.iot-a.eu) z uczestnictwem partnerów projektu CoBIs. „Praca w ramach projektu CoBIs była bardzo interesująca – pod względem zastosowanej technologii oraz realistycznych aplikacji, takich jak próba, którą przeprowadzono w BP,” zauważa Pan Haller. „Od czasu zakończenia projektu, kilka lat temu, powoływano się na nasze prace, lub były one dość często cytowane, a nawet w dalszym ciągu ludzie pytają o nie,” mówi Pan Haller w rozmowie z organizacją CORDIS. „Praca w ramach wspieranych przez UE projektach, takich jak ten, daje sposobność dyskusji z najlepszymi naukowcami akademickimi w danej dziedzinie oraz innymi organizacjami na równorzędnym poziomie,” sugeruje naukowiec z ośrodka SAP. „Umożliwia ona wzajemną współpracę osobom, które nigdy nie miałyby takiej sposobności,” wyciąga on wniosek. Projekt CoBIs otrzymał od UE dofinansowanie w wysokości około 3 miliony euro (z łącznej kwoty 4,7 miliona euro) z rachunku badań naukowych „Technologii Społeczeństwa Informacyjnego” (TSI), w ramach Szóstego Programu Ramowego (6PR) Unii Europejskiej. Końcowe rezultaty opracowań projektu CoBIs oraz pomocne prezentacje audiowizualne można znaleźć na stronie internetowej projektu, pod adresem (http://www.cobis-online.de).