Bezpieczeństwo cyfrowych bliźniaków
Łukasiewicz – EMAG posiada doświadczony zespół i laboratoria, w tym laboratoria oceny bezpieczeństwa produktów teleinformatycznych, co pozwala na przygotowanie kompleksowej oferty na opracowanie cyfrowych bliźniaków urządzeń i procesów technologicznych, kierowanych zwłaszcza dla sektora energetycznego.
Prace projektowe związane z przygotowaniem cyfrowego bliźniaka obejmują następujące zagadnienia:
Zagadnienie nr 1. Opracowanie i implementacja modeli matematycznych, które w przestrzeni wielu parametrów wejściowych i wielu nastaw operatorskich zapewni odzwierciedlenie zjawisk procesowych, termodynamicznych i chemicznych obiektu przy akceptowalnym odchyleniu głównych parametrów. Na tym etapie należy przetestować znane metody modelowania cyfrowego, jak uczenie maszynowe, modelowanie układami równań liniowych i nieliniowych, modelowanie za pomocą równań różniczkowych, w zależności od charakterystyki obiektu.
Zagadnienie nr 2. Odzwierciedlenie w obiekcie wirtualnym istotnej części automatyki, jego głównych regulatorów, parametrów granicznych i innych deterministycznych elementów logiki sterowania. Wymaga to rozwiązania komplementarnych wyzwań badawczych. Należy zbadać całość logiki regulacyjnej obiektu, określić granice dla regulatorów działających w obszarze istotnym dla stawianych celów, ocenić ich wpływ i trudność odwzorowania. Na tej podstawie należy opracować układy automatyki obiektu wirtualnego i zaimplementować działanie wybranych regulatorów.
Zagadnienie nr 3. Opracowanie stanowiska pracy operatora odzwierciedlającego środowiska rzeczywiste. Na tym etapie przeprowadzana jest optymalizacja wydajności i niezawodności komunikacji z uwzględnieniem ograniczeń wynikających z zakłóceń, opóźnień czy potencjalnych awarii. Następuje implementacja mechanizmów, pozwalających na integrację systemów cyberbezpieczeństwa i ochronę przed zagrożeniami z zewnątrz.
Ze względu na indywidualny charakter poszczególnych obiektów, w prace nad finalną wersją cyfrowych bliźniaków włączani są użytkownicy końcowi.
Przedmiotem projektu realizowanego w Łukasiewicz – EMAG dofinansowanego z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju jest opracowanie cyfrowego bliźniaka przemysłowego kotła ciepłowniczego typu WP-70. Rozwiązanie to ma formę stanowiska operatorskiego nastawni, które zostało wyposażone w: symulator procesów termodynamicznych kotła oparty na sztucznej inteligencji, automatykę odzwierciedlającą kluczowe regulatory kotła, system SCADA oparty na protokołach automatyki przemysłowej oraz ekrany i manipulatory operatorskie. Nie jest to jedynie symulator pracy kotła. System będzie również gromadził w znacznej skali dane eksploatacyjne kotła rzeczywistego i wirtualnego oraz umożliwiał szereg działań analitycznych. Rozwiązanie jest tworzone w szczególności dla zakładów energetycznych, uczelni i ośrodków szkolenia zawodowego. W warunkach pracy w elektrowni lub ciepłowni będzie wspomagało eksploatację kotła, jego diagnostykę i dozór, oraz pozwalało na testowanie i optymalizację układów generacji energii w warunkach niezagrażających pracy kotła rzeczywistego. Spodziewana jest poprawa dostępności kotła i wyższa niezawodność produkcji energii dzięki eliminacji części błędów operatorskich oraz analizom typu predictive maintenance. W warunkach szkoleniowych rozwiązanie będzie poligonem edukacyjnym i badawczym dla przyszłych operatorów i inżynierów energetyki, pozwalając na doskonalenie umiejętności zawodowych, testowanie skrajnych scenariuszy i założeń optymalizacyjnych. Zakłada się opracowanie cyfrowych bliźniaków także innych jednostek, tj. kotłów większej mocy, a także różnych typów. Zastosowanie cyfrowych bliźniaków dla ich użytkowników ma przynieść szereg korzyści, związanych m.in.:
- ze skróceniem rozruchów kotłów,
- szybszym wdrożeniem nowych operatorów do samodzielnej pracy,
- zwiększeniem oszczędności paliwa wskutek wprowadzenia działań usprawniających, wcześniej sprawdzonych na cyfrowym odpowiedniku,
- zmniejszeniem awaryjności wynikające ze stosowania dobrych i przetestowanych praktyk operatorskich.
Certyfikacja cyberbezpieczeństwa stanowi kluczowy element strategii firm z sektora przemysłowego, które zdają sobie sprawę z rosnącego zagrożenia cybernetycznego w kontekście systemów operacyjnych (OT). W dzisiejszych czasach, kiedy technologie stają się coraz bardziej zintegrowane, a cyberzagrożenia coraz bardziej zaawansowane, posiadanie solidnych zabezpieczeń staje się priorytetem.
W tym kontekście akredytacja Polskiego Centrum Akredytacji (PCA) staje się kluczowym aspektem, potwierdzającym wiarygodność i profesjonalizm instytucji, takie jak Łukasiewicz – EMAG w dziedzinie oceny i certyfikacji bezpieczeństwa. Posiadanie tej akredytacji oznacza, że instytut spełnia rygorystyczne normy i standardy europejskie, co przekłada się na najwyższą jakość usług oferowanych w obszarze cyberbezpieczeństwa.
Badanie zgodności komponentów automatyki przemysłowej opiera się na technicznych wymaganiach bezpieczeństwa określonych w normie „Bezpieczeństwo w systemach sterowania i automatyki przemysłowej. Część 4-2: Wymagania techniczne bezpieczeństwa dla komponentów IACS 62433”. Działania te są kluczowe dla firm z sektora przemysłowego, które chcą zapewnić, że ich systemy automatyki spełniają najnowsze standardy bezpieczeństwa, chroniąc w ten sposób kluczowe procesy produkcyjne przed potencjalnymi zagrożeniami cybernetycznymi. Norma ta, określająca wymagania techniczne bezpieczeństwa, stanowi fundament bezpiecznej infrastruktury systemów sterowania. Działania Łukasiewicz – EMAG są zgodne z tą normą, co sprawia, że oferowane rozwiązania są nie tylko nowoczesne ale również spełniające rygorystyczne kryteria bezpieczeństwa.
Zakres możliwości technicznych Centrum Badań i Certyfikacji Łukasiewicz – EMAG w zakresie cyberbezpieczeństwa to:
- Systemy sterowania i automatyki przemysłowej – Bezpieczeństwo systemów IACS
- Identyfikacja i kontrola autoryzacji (IAC)
- Kontrola użycia (UC)
- Integralność systemu (SI)
- Poufność (DC)
- Ograniczenie przepływu danych (RDF)
- Czasowa odpowiedź na zdarzenia (TRE)
- Dostępność zasobów (RA) na poziomie SL1
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Technik Innowacyjnych EMAG
Kontakt: emag@emag.lukasiewicz.gov.pl
Tel. 32 2007 600
www.emag.lukasiewicz.gov.pl
