Созданные учеными ЛЭТИ модели позволят оптимизировать работу Интернета вещей на «умных» заводах
Разработка позволит повысить эффективность и безопасность работы сетей, обеспечивающих автоматизацию высокотехнологичных промышленных предприятий (Индустрия 4.0) и объектов критической инфраструктуры.
Индустрия 4.0 (которую также называют четвертой промышленной революцией) предполагает новый подход к промышленному производству, основанный на массовом внедрении самоорганизующихся информационных технологий, масштабной автоматизации бизнес-процессов и распространении интернета вещей и искусственного интеллекта. Среди преимуществ Индустрии 4.0. повышение производительности, большая безопасность работников за счет сокращения рабочих мест в опасных условиях труда, повышение конкурентоспособности.
Однако для успешного функционирования Индустрии 4.0. необходимо обеспечить эффективную коммуникацию между пользователями и электронными системами автоматизации, которые осуществляются через проводные и беспроводные информационные системы.
«Сегодняшняя реальность индустрии 4.0 – это огромное количество устройств связанных в сложную паутину. Причем усложнение сетей произошло довольно быстро, буквально в последние несколько десятилетий. Так что современные математические модели, использующиеся для описания и прогнозирования работы «отстают». Мы разработали модификацию модели для оценки трафика, которая обладает особенно высокой точностью при прогнозировании перегрузок сетей», – рассказал и.о. заведующего кафедрой радиотехнических систем, ведущий научный сотрудник НОЦ «Цифровые телекоммуникационные технологии» СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Олег Александрович Маркелов.
Для начала исследователи ЛЭТИ изучили текущие модели, которые описывали построение и логику сетей. Было показано, что они работает некорректно в случае прогнозирования трафика, особенно при высоких объемах передачи данных в современных информационных системах.
Для решения этой проблемы ученые предложили математическую коррекцию модели, так чтобы она учитывала более сложную и разветвленную сеть обмена данными пользователей, электронных устройств и систем. Используя данную модификацию, исследователи провели моделирование работы сетей при высоких перегрузках. В работе использовались реальные данные о трафике в современных сетях. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Physica A: Statistical Mechanics and its Applications.
«Наша модель найдет применение у производителей сетевого оборудования, которое в том числе устанавливается на высокотехнологичных предприятиях Индустрии 4.0, на объектах критической инфраструктуры с высоким уровнем автоматизации и «умных» систем. С ее помощью возможна адекватная оценка нагрузок на сети с целью обеспечения должного уровня работы систем безопасности и эффективного управления промышленным оборудованием, а также его сохранностью», – подчеркнул Олег Александрович Маркелов.
Исследование проведено в рамках программы «Приоритет 2030», оно является частью большой работы ученых ЛЭТИ в сфере моделирования трафика в современных инфокоммуникационных системах. Так, ранее они предложили подход для прогнозирования перегрузок локальных сетей, изучив модели поведения отдельных пользователей.