Как мы разработали морозоустойчивый девайс интернета вещей

    Привет! Меня зовут Василий Ежов, я владелец продукта «Промышленный интернет вещей» в СИБУРе.

    Тенденции развития современного управления таковы, что все должно быть онлайн. Особенно важно точно понимать местоположение любых движущихся объектов и сотрудников на опасном производстве. От этого зависит принятие оперативных решений в нештатных ситуациях, что позволит минимизировать последствия и спасти жизни и здоровье сотрудников.

    Больше года назад мы в СИБУРе задумались, как это можно реализовать. Первая мысль — использовать спутниковые сигналы GPS или ГЛОНАСС. Но они «проходят» далеко не в каждое помещение наших предприятий: например, есть здания с толстыми железобетонными стенами. Это решение нам, очевидно, не подходит. Тогда другой вариант — использовать маяки, которые по сути заменяют сигнал спутника и позволяют устройству определять свое местоположение в закрытых цехах.



    Поиск решения


    Казалось бы, подобных маяков на рынке много, можно поставить любой, только выбери. Но на нашем производстве не все так просто. Все оборудование, в том числе и маяки, должны удовлетворять ряду требований.

    Во-первых, маяки должны быть взрывозащищенными. Это значит, что оборудование не должно стать причиной взрыва. У нас нефтехимическое производство, и в случае утечки какого-либо газа в ходе ремонта или других работ может образоваться облако углеводородов — газовоздушная смесь, которая от малейшей искры может взорваться. Такие случаи в начале ХХ века были впервые зафиксированы на рудниках. Тогда и были сформированы стандарты взрывозащищенного электрического оборудования. Сейчас все устройства, которые применяются в зонах, где возможен выброс горючих или взрывоопасных газов, должны быть сертифицированы по требованиям взрывозащищенности.

    Мы проанализировали рынок на наличие нужного нам оборудования и выяснили, что взрывозащищенный маячок с Bluetooth есть в мире только один. Но он не проходит по температурному диапазону для российских условий. То есть, он сертифицирован только до −20°С, а в наших требованиях указано −56°С. Эта планка устанавливается в зависимости от зафиксированного в данной географической точке климатического минимума, и именно −56°С было на термометре в одной из локаций, где находится наше производство. А нужных нам маяков с такими параметрами в мире на тот момент не существовало.

    К тому же, все представленные на рынке маячки обладают батарейками малой емкости. Нам не интересно бегать и менять батарейки на тысячах маячков раз в год-два. Наше требование: не менее 5 лет работы от одной батарейки.


    Сделай сам


    Тогда мы решили: раз маяка нет, будем его делать.

    Ключевым этапом стало составление технического задания, которое было разработано специалистами IIoT-команды СИБУРа и по-факту определило концепцию устройства.
    Провели конкурс на определение подрядчика и по его итогам стали работать с томским представительством компании KODE.

    Первый образец появился почти через год с того момента, как мы приняли решение, что нам нужен свой маяк. Все шло довольно быстро, без проблем. Сложности были как раз в обеспечении взрывозащищенности: разработчики ранее не сталкивались с такими требованиями. Но этот этап мы преодолели консультируясь с компетентными сертифицирующими органами: узнали все требования, которые нужно выдержать, и выдержали их в схемотехнике и конструктиве устройства.

    Сертификация на взрывозащиту в соответствии с требованиями ГОСТ 31610.0-2012 (IEC 60079-0:2004) производилась в одном из аккредитованных центров. По итогам сертификации, радиомаяк iBeacon получил маркировку взрывозащиты 1Ex ia IIC T4 и степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-2015 уровня IP66. По итогам температурных испытаний маяк аттестован для работы в диапазоне -56°С до +55°С.

    Сейчас все работает так: сигнал формата iBeacon с маячка, который позволяет определить зону, где находится сотрудник, поступает в одно из приложений СИБУРа на смартфоне контролирующего сотрудника. Далее, приложение со смартфона отправляет координаты маячка на сервер и таким образом ПО понимает, где находится объект. То, что нам и было нужно.

    Устройством, которое передает данные маячку, может быть не только смартфон. Это может быть спецодежда, каска, браслет с встроенным модулем, поддерживающим Bluetooth LE. Эти носимые устройства могут так же работать с GPS для outdoor позиционирования.
    А для настройки параметров маячка совместно с KODE было разработано мобильное приложение, работающее на Android.




    Полученные уроки


    Обязательно надо проводить климатические испытания разрабатываемой электроники, которая планируется к применению в наружных условиях. Это должно быть частью приемочных испытаний, без которых в нашей отрасли — промышленности в суровых условиях — никуда. Мы никогда не надеемся на авось, всегда все испытываем в лабораториях и в реальных условиях, потом уже идем с пилотными проектами на завод.

    Чтобы подтвердить работоспособность устройства, мы провели климатические испытания в термокамере. Маяк выдержал режим. На этом разработка была завершена.

    Нельзя пренебрегать требованиями, которые предъявляются по сертификации. Это не устаревшие догмы, а вполне себе обновляемые документы. Сертификация очень жестко прописывает условия применения того или иного устройства. Например, если производитель считает, что можно сделать устройство, которое должно применяться на наружных установках с температурой в сертификате взрывозащиты до −40°С, то он его никому не продаст, потому что этого критически мало. У нас в России почти на всей территории температура по взрывозащите должна быть ниже 40 градусов. Именно поэтому мы не можем у себя применять многие европейские устройства — их сертификаты лишь до минус 40.

    Теперь мы будем смотреть, как устройства поведут себя в реальных условиях. Для этого изготовлена пилотная партия, мы установим ее на одном из наших предприятий с суровыми климатическими условиями, где температура частенько бывает ниже -40°С градусов, и будем смотреть, как маяки работают при длительных морозах в течение всей зимы. Когда мы удостоверимся, что в реальных условиях все функционирует хорошо, начнем выпускать большие партии.

    Что мы получили в итоге? Собственное технологическое решение, подходящее для всех предприятий СИБУРа. Маяк стал частью нашей беспроводной инфраструктуры промышленного интернета вещей, которая развивается в холдинге. Технологии интернета вещей мы применяем для автоматизации разных некритичных процессов на производстве, автоматизации сбора данных, для повышения уровня безопасности на производстве.

    И, что касается батарей — мы используем литий-тионилхлоридные батареи, с которыми маяк без замены батарейки может проработать до 10 лет. Неплохо, правда?

    Это первое устройство собственной разработки СИБУРа, которое получило сертификат взрывозащиты. Надеемся этим маяком открыть линейку IIoT-оборудования для промышленных производств.

    Собственная платформа интернета вещей СИБУРа активно развивается, и нам сейчас требуются Frontend-разработчики для реализации нового функционала в интерфейсе. Если вам близка эта тема и вам есть, что сказать — на всякий случай (и ни на что не намекая) оставлю ссылку на вакансию на hh.ru
    Цифровой СИБУР
    76,65
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 21

      +1

      Спасибо за рассказ, а можете уточнить с помощью каких технологических решений удалось достичь такого диапазона температуры? Если не секрет)
      подогрев + вентиляция?

        +1
        Сейчас мы патентуем наше устройство, поэтому пока не можем рассказать детали. После получения патента расскажем про технические характеристики маяка и даже покажем его работу на видео.
          0
          Спасибо, подождем)
          0

          Подогрев при 5 летнем сроке?

          +9

          Как мы разработали морозоустойчивый девайс — никак, обратились к подрядчику. Упс!

            0
            Непонятно даже, что за подрядчик. KODI всего лишь приложение под Андрей пишет.
              0
              Разработка велась совместно с подрядчиком. На нашей стороне было составление подробного ТЗ, которое в принципе определило облик этого устройства. Качественное определение потребностей не менее важно, чем грамотная разработка. CusDev мы делали внутренней командой. Разработчики часто не уделяют достаточно внимания касдеву, поэтому на рынке не всегда есть готовые решения под существующие на производствах задачи.
              +1
              Собственно, где подробности то?
                0
                Видим, что многие вопросы связаны с отсутствием подробностей. Обещаем рассказать и показать детали после получения патента.
                +3
                Крутая статья, как манагер следил за соблюдением сроков сторонним разработчиком. (и если верить фото- разрабатывали маячок, а получился датчик температуры)
                  0
                  Спасибо, добавили корректное фото. О датчике температуры расскажем в следующих материалах.
                  +2
                  Я думаю, статью можно было ограничить одним абзацем.
                  Ключевым этапом стало составление технического задания, которое было разработано специалистами IIoT-команды СИБУРа и по-факту определило концепцию устройства.
                  Провели конкурс на определение подрядчика и по его итогам стали работать с томским представительством компании KODE.
                    0
                    Я думаю, статью можно было ограничить одним абзацем.

                    Ага, по типичному сценарию в этом бизнесе на таком уровне, как мне кажется, не принято говорить вещи напрямую. В самой статье особой логики я не нашел, но я бы не стал думать об этом, как о непрофессионализме, скорее наоборот. Какую задачу они решают, черт его знает. Если просто мониторить движущиеся объекты с GSM передатчиками (моб. телефонами), то зачем нужны какие-то маяки?

                    Как я его понял мобильная связь там есть везде. (А если и нет, то сколько там стоит передвинуть станции поближе к границе предприятия и добавить еще типа там три-четыре станции. Имея столько приемников по периметру, прогнать робота по всем закоулкам территории по строительным чертежам. Пусть робот непрерывно звонит по GSM по ходу движения, картина сигнала на приемниках пусть записывается. Обучаем нейронную сеть по этим данным, и дальше нас уже не волнует отраженный-неотраженный сигнал попал на ту или иную станцию, сеть локализует террори..., блин, хотел сказать рабочего в этих каменных джунглях с точностью до долей метра. Что-то мне подсказывает, что у какой-нибудь средиземноморской страны уже есть что-то похожее, а если и нет, то можно было и им ТЗ скинуть. Не то, что локализовать с точностью до долей метра, наверное можно было бы вычислить, что кушал на завтрак товарищ Суньхуйвчай в далекой Поднебесной, перед тем как установил металлический супинатор при сборке обуви террори..., блин опять, хотел сказать рабочего.
                    +1
                    Спасибо, интересно. А есть данные испытаний, какую ударную силу выдерживает корпус?
                    Если (не дай бог конечно) обрушение конструкции, ударно-волновое воздействие, вандализм, наконец.
                      0
                      Корпус из армированного полиэстера. Он обеспечивает искробезопаность – это значит, что устройство не станет причиной взрыва. У корпуса нет задачи сохранить устройство в случае взрыва «снаружи». Вообще на производстве регулярно проводится технический надзор и контроль состояния конструкций – обрушение и иные нештатные ситуации исключены. Что касается вандализма, на предприятии строгий пропускной режим, поэтому такую ситуацию даже не рассматривали.
                      +1
                      Все таки, литий-тионилхлоридные это ни разу не аккумуляторы, в смысле перезаряжаемые ХИТ, а просто долгоиграющие одноразовые батарейки, хоть и большой емкости. И реализуется эта емкость на минимальных токах разряда.
                        0
                        Спасибо, опечатались. Конечно, батареи. Поправили.
                        0
                        Собственно, где подробности то?

                        Я так понял из того, что он приписал в конце, если вам интересны подробности, то там ссылка в конце на вакансию, можете попробовать свои силы в написании этих подробностей, точнее не сразу подробностей, а сначала хоть какую-то концепцию, ибо сама статья написана в стиле «грузите апельсины бочками». Школьника может какой родитель попросил сочинить текстик, на хабре текст причешут, и можно в распил пустить.
                          0
                          я владелец продукта «Промышленный интернет вещей» в СИБУРе

                          Это как?
                            0
                            Владелец продукта или продакт – это роль в agile методологиях. Продакт отвечает за создание продукта в целом: исследует потребности заказчика, формирует задания для команды разработки, следит за выполнением и отвечает за то, чтобы разработанное решение удовлетворяло заказчика.
                              0
                              Спасибо, теперь понятно.

                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                          Самое читаемое