Аннотация. Предложен подход создания единого цифрового языка, цифрового машиночитаемого паспорта, маркировки и идентификации измерительного/промышленного оборудования, обеспечивающий их информационное сопровождение на всех этапах жизненного цикла. Представлены результаты пилотной реализации предложенного метода.
Финансирование. Работа выполнена в рамках конкурса «СТАРТ-1» и «Код-Цифровые технологии» (очередь I) (в рамках реализации результата федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации») (Код-ЦТ 2022.1) за счет средств Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере».
Цели цифровизации жизненного цикла измерительного/промышленного оборудования
Целью цифровизации жизненного цикла (ЖЦ) измерительного/промышленного оборудования является повышение точности и достоверности информации о характеристиках оборудования и их измерениях, независимо от производителя. Это достигается исключением субъективных (человеческого) факторов и разработкой алгоритмов для верификации данных из распределённых реестров в режиме реального времени, при этом обеспечивается анонимность владельцев оборудования.
Другие ключевые цели включают:
- Надёжную передачу параметров и их значений между системами и устройствами.
- Прозрачность всего жизненного цикла продукции, от производства до эксплуатации.
- Доступ к данным других участников ЖЦ, что позволит лучше управлять оборудованием.
- Единый стандарт машиночитаемых форматов документов.
- Снижение стоимости интеграции систем через создание единого каталога параметров и форматов машиночитаемых документов.
Эти меры направлены на улучшение процессов выбора, сертификации и эксплуатации оборудования, что является важной задачей в условиях нарастающей цифровизации.
Результаты пилотной реализации
На этапе пилотной эксплуатации был протестирован целый ряд решений, направленных на цифровизацию процессов управления промышленным оборудованием:
- Определена структура и состав единого межотраслевого цифрового языка. Данный репозиторий основан на использовании уникальных идентификаторов по стандарту GUID для каждого термина, который обеспечит уникальность идентификаторов, что избавит от проблем дублирования и пересечения идентификаторов между различными системами. Это позволит разным компаниям и программным продуктам использовать общий набор терминов и их идентификаторов, что упростит обмен и интеграцию данных между ними. Также это позволит масштабировать справочник для международного применения.
2. Определена структура и состав отраслевого цифрового языка для сферы обеспечения единства измерений (ОЕИ). Данный справочник дополнен привязкой метрологически значимых параметров к государственным первичным эталонам для обеспечения метрологической прослеживаемости.
- Разработан алгоритм создания цифрового паспорта. Процесс создания цифрового паспорта включает сбор справочных данных о типах и модификациях оборудования, индивидуальных опциях конкретного прибора при формировании заказа, эмиссию цифровой маркировки в зависимости от вида оборудования и нанесения маркировки на оборудование в зависимости от условий эксплуатации.
- Разработаны XML-форматы со справочными дынными для представления описаний типов в машиночитаемом формате. Одним из ключевых достижений стало создание типовых форм для описания различных типов оборудования. Эти формы содержат все возможные комбинации модификаций согласно утвержденным типам выпускаемого производителем оборудования, основанным на едином справочнике терминов. Например, для типа «Расходомеры-счетчики электромагнитные ВЗЛЕТ ЭР Лайт М», регистрационный номер 85267-22 создано 601 комбинация модификаций.
- Разработан состав и структура маркировки. На этапе пилота были протестированы технологии маркировки оборудования с использованием метки DataMatrix. Это позволило обеспечить точную идентификацию конкретного оборудования и его связи с цифровым паспортом в том числе во взрывозащищенном исполнении без доступа к сети интернет.
- Разработан сервис для электронно-информационного взаимодействия между участниками жизненного цикла оборудования. Партнером проекта (ФБУ «Пензенский ЦСМ») разработано расширение для интеграции с 1С, которая позволяет наладить обмен актуальной информации между контрагентами в реальном времени.
Что предстоит сделать?
Несмотря на успешную реализацию НИОКР, впереди предстоит решить много задач, которые необходимы для масштабирования проекта и ввода в промышленною эксплуатацию:
- Определить единые справочники единиц измерения. Необходимо выбрать стандарт единиц измерений, который будет применяться для всех типов оборудования — это могут быть UCUM (Unified Code for Units of Measure) (https://ucum.org/) или SI Reference Point (https://si-digital-framework.org/).
- Легитимизировать параметры и типовые формы. Для того чтобы система цифрового паспорта могла использоваться на государственном уровне, необходимо утвердить термины и параметры на официальном уровне. Это потребует согласования алгоритмов и структуры типовых форм с различными отраслевыми стандартами.
- Разработать алгоритмы и механизмы обновления данных. Важно обеспечить регулярное обновление данных в справочниках, чтобы цифровой паспорт всегда отражал актуальные изменения в характеристиках оборудования и его эксплуатации. Для этого потребуется создание централизованных или распределённых реестров для хранения и обновления данных.
- Создать типовые формы для различных категорий оборудования. Каждая категория оборудования требует своего подхода к описанию параметров и модификаций.
- Промаркировать оборудование для пилотной эксплуатации. Следующий этап включает нанесение маркировки на оборудование, которое будет участвовать в пилотной эксплуатации. Парируется протестировать BIMAR-маркировку, определить оптимальные частоты для NFC и RFID, а также размер и места нанесения маркировки.
- Отладить взаимодействие между участниками жизненного цикла. Для успешной эксплуатации системы необходимо обеспечить эффективное взаимодействие всех участников — от производителей до конечных пользователей. Это потребует создания сетевой децентрализованной схемы обмена данными, которая позволит поддерживать актуальность всех процессов и данных. Определить информационные слои, уровень доступа для обмена данными на разных этапах ЖЦ.
Заключение
Пилотная реализация системы цифровой паспортизации измерительного/промышленного оборудования показала высокую эффективность в решении задач цифровизации жизненного цикла изделий. Однако для достижения полной интеграции необходимо выполнить ещё ряд шагов, направленных на стандартизацию процессов, легитимацию данных и расширение инфраструктуры. Внедрение системы цифровых паспортов позволит обеспечить более точное и безопасное управление оборудованием, что станет важным шагом к полной цифровой трансформации промышленного сектора.
Автор: Ирина Родионова, ООО «МетролоджиНет»
Список источников
1. И.С. Родионова, А.Ю. Кузин, А.В. Яшин, А.Н. Паньков. Цифровой паспорт средств измерений – эффективное средство информационного сопровождения на всех этапах жизненного // Законодательная и прикладная метрология. 2024. № 2. С. 49–55. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=65352737
2. Информационная карта НИОКТР «Разработка прототипа облачного сервиса импортозамещения средств измерений на основе интеллектуального инновационного поиска и подбора средств измерений отечественного производства аналогичным импортным по характеристикам» https://gisnauka.ru/nioktr/detail/EW2VO29VIIZ0OZY0NPZ6SJO7
