Индустрия 4.0 и киберфизические системы

Внедрение информационных систем в промышленность и управление производством также порождает ряд специфических угроз:

– проникновение в компанию,

– проникновения в ERP/MES,

– получение доступа в промышленную сеть,

– подключения к контроллерам управления.

Таблица 2. Угрозы киберфизических систем и предпосылки их формирования

Предпосылки	Угрозы
Новая архитектура, увеличение общего числа новых киберфизических систем с разными критериями безопасности	1. Угрозы безопасности функциональных узлов «Индустрии 4.0» 2. Угрозы безопасности полевых устройств в условиях ограниченной функциональности. 3. Атаки по сторонним каналам.
Новые технологии передачи данных Новые протоколы передачи данных Новые требования к обеспечению доступности данных «Индустрии 4.0»	4. Угрозы безопасности сетей передачи информации «Индустрии 4.0» 5. Угрозы безопасности при взаимодействии с функциональными узлами “Индустрии 4.0” посредством удаленного доступа. 6. Угрозы целостности информации при построении распределенных сенсорных сетей
Новые стандарты безопасности «Индустрии 4.0» Несовершенство организационных мер обеспечения безопасности применительно к «Индустрии 4.0»	7. Угрозы облачных вычислений в «Индустрии 4.0»
Новые системы и методы хранения данных Новые распределенные файловые системы Новые методы обработки данных	8. Угрозы системам хранения и обработки данных согласно требованиям к доступности в «Индустрии 4.0» 9. Угрозы целостности и конфиденциальности данных в распределенных системах хранения и обработки информации.

Новая архитектура и новые технологии приводят к возникновению новых угроз. Комбинированный подход к применению программно-аппаратных средств защиты в индустрии 4.0 позволит поднять уровень защищенности на необходимый уровень, построить защиту от большинства угроз, но в большинстве случаев, этого недостаточно для обеспечения защиты от третированных атак. Считается, что наиболее актуальными угрозами в Индустрии 4.0 в России являются компрометация импортного программного обеспечения и оборудования и третированные атаки.

Как и везде, так в индустрии 4.0 основными рисками являются люди, процессы и технологии, поэтому необходимо разрабатывать новые методы и подходы к защите от третированных атак в условиях внедрения технологий Индустрии 4.0. Основное отличие от индустрии 3.0 является применение технологии быстрой передачи информации по беспроводным каналам связи (сети 5G), применение технологий хранения и обработки больших объемов данных, машинного обучения, автоматизированных систем управления, облачных технологий, моделирования всех технологических процессов. Все эти технологии позволяют достигать повышения эффективности предприятий и иных сфер деятельности человека.

Internet of Things

В последние несколько лет появилась такая новая проблема, как безопасность Интернета вещей (Internet of Things). Сегодня Интернет распространен практически повсеместно, через Интернет реализованы возможности удаленного управления бытовыми приборами, инженерными сетями, автомобилями и даже медицинскими устройствами и оборудованием. Интернет нашел новое применение, перенеся угрозы и уязвимости в совершенно новую среду, из виртуального пространства в реальное. Исследования по взлому привычных нам вещей становятся популярной темой на ведущих мировых конференциях по безопасности. Ведь если злоумышленники начнут пользоваться такими уязвимостями, это будет представлять серьезную опасность для здоровья и жизни пользователей [19].

Появляются такие новые явления как терроризм Интернета вещей (IoT Terrorism) [20].

Дата добавления: 2022-05-27 ; просмотров: 63 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Роль и значение киберфизических систем в индустрии 4.0

Ссылка для цитирования этой статьи:

Смышляева, А. А. Современные технологии в Индустрии 4.0 – киберфизические системы / А. А. Смышляева, К. М. Резникова, Д. В. Савченко // Отходы и ресурсы. — 2020. — Т 7. — №3. — URL: https://resources.today/PDF/02INOR320.pdf. — DOI: 10.15862/02INOR320. (дата обращения: 12.07.2023).

Современные технологии в Индустрии 4.0 – киберфизические системы

Смышляева Анна Андреевна
ФГОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Владивосток, Россия
Магистрант
E-mail: [email protected]

Резникова Ксения Михайловна
ФГОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Владивосток, Россия
Магистрант
E-mail: [email protected]

Савченко Денис Валерьевич
ФГОУ ВО «Дальневосточный федеральный университет», Владивосток, Россия
Магистрант
E-mail: [email protected]

Аннотация. С приходом концепции Индустрии 4.0 подход к автоматизации производства принципиально изменился. В основу промышленной индустрии легли такие современные технологии, как интернет вещей, большие данные, облачные вычисления, искусственный интеллект и киберфизические системы. Данные технологии зарекомендовали себя не только в промышленности, но и в других различных отраслях жизнедеятельности. В данной работе авторы рассматривают концепцию киберфизических систем – систем, основанных на взаимодействии физических процессов с вычислительными.

В статье представлена концептуальная модель киберфизических систем, отображающая ее элементы и их взаимодействие. В киберфизических системах она представляет собой пять уровней: физический, сетевой, хранилище данных, уровень обработки и аналитики, уровень приложений. Свою работу киберфизические системы осуществляют при помощи базового набора технологий: интернета вещей, больших данных и облачных вычислений. Дополнительные технологии применяются в зависимости от предназначения системы. На физическом уровне данные собираются с физических устройств. При помощи интернета вещей на сетевом уровне данные передаются в хранилище данных для дальнейшей обработки или обрабатываются практически сразу благодаря облачным вычислениям. Количество данных в киберфизических системах огромно, поэтому необходимо использовать технологию больших данных и эффективные методы обработки и анализа этих данных. Главной особенностью данного технологического комплекса является работа в режиме реального времени.

Несмотря на повышение качества производства и жизни людей, киберфизические системы обладают рядом недостатков Авторы освещают основные проблемы киберфизических систем и перспективные направления исследований для их развития. Решив рассмотренный перечень проблем, киберфизические системы выйдут на качественно новый уровень полезности.

Также в работе приведены примеры внедрения концепций, таких как умный город, умное электроснабжение, умное производство, умный дом. В основе данных концепций лежит принцип киберфизических систем.

Ключевые слова: киберфизичская система; Индустрия 4.0; интернет вещей; большие данные; умный город; умное электроснабжение; умное производство; умный дом

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2500-0659 (Online)
Уважаемые читатели! Комментарии к статьям принимаются на русском и английском языках.
Комментарии проходят премодерацию, и появляются на сайте после проверки редактором.
Комментарии, не имеющие отношения к тематике статьи, не публикуются.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ ИНДУСТРИИ 4.0 НА ОСНОВЕ КИБЕРФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ОНТОЛОГИЙ

Читать статью полностью

Язык статьи – русский

Ссылка для цитирования: Гурьянов А.В., Заколдаев Д.А., Шукалов А.В., Жаринов И.О., Костишин М.О. Организация цифровых производств Индустрии 4.0 на основе киберфизических систем и онтологий // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 2. С. 268–277. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-2-268-277

Предмет исследования. Предложены схемы организации работ на производственных приборостроительных предприятиях Индустрии 4.0 типа «умная фабрика», оснащенных киберфизическими системами. Исследования по киберфизификации производства выполняются в рамках разработки и внедрения в отечественную промышленность идей и решений, направленных на создание в нашей стране «умных предприятий», способных функционировать в условиях цифровой экономики и обладающих новыми производственными технологиями. Метод. Использованы методы организации производственных работ по изготовлению изделий приборостроения с применением киберфизических систем и онтологий в условиях предприятий будущего на основе общей теории автоматизации проектирования. Основные результаты. Показано, что эффект от внедрения предлагаемых принципов организации производственных предприятий в формате фабрик будущего способствует переходу отечественной промышленности к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, что соответствует направлению государственной научно-технической политики Российской Федерации в области приборостроения и машиностроения. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при разработке алгоритмов автоматизированного проектирования приборостроительного (машиностроительного) цифрового производства, функционирующего в условиях цифровой экономики Российской Федерации.

Ключевые слова: Индустрия 4.0, киберфизические системы, производство, онтология

Список литературы

Schwab K. The Fourth Industrial Revolution. NY: Crown Business, 2017. 192 p.

Lee E.A. The past, present and future of cyber-physical systems: a focus on models // Sensors. 2015. V. 15. N 3. P. 4837–4869. doi: 10.3390/s150304837

Meissner H., Ilsen R., Aurich J.C. Analysis of control architectures in the context of Industry 4.0 // Procedia CIRP.2017.V. 62.P. 165–169. doi: 10.1016/j.procir.2016.06.113

Balasubramaniyan S., Srinivasan S., Buonopane F., Subathra B., Vain J., Ramaswamy S. Design and verification of cyber-physical systems using TrueTime, evolutionary optimization and UPPAAL // Microprocessors and Microsystems. 2016. V. 42. P. 37–48. doi: 10.1016/j.micpro.2015.12.006

Fang Zh., Mo H., Wang Y., Xie M. Performance and reliability improvement of cyber-physical systems subject to degraded communication networks through robust optimization // Computers and Industrial Engineering. 2017. V. 144.
P. 166–174. doi: 10.1016/j.cie.2017.09.047

Hwang G., Lee J., Park J., Chang T.-W. Developing performance measurement system for Internet of Things and smart factory environment // International Journal of Production Research. 2017.V. 55.N 9.P. 2590–2602. doi: 10.1080/00207543.2016.1245883

Lee K.H., Hong J.H., Kim T.G. System of systems approach to formal modeling of CPS for simulation-based analysis // ETRI Journal. 2015. V. 37. N 1. P. 175–185. doi: 10.4218/etrij.15.0114.0863

Ning H., Liu H., Ma J., Yang L.T., Huang R. Cybermatics: cyber-physical-social-thinking hyperspace based science and technology // Future Generation Computer Systems. 2016. V. 56. P. 504–522. doi: 10.1016/j.future.2015.07.012

Qu T., Thurer M., Wang J., Wang Z., Fu H., Li C. System dynamics analysis for an Internet-of-Things-enabled production logistics system // International Journal of Production Research. 2017.V. 55.N 9.P. 2622–2649. doi: 10.1080/00207543.2016.1173738

Vogel-Heuser B., Rosch S., Fischer J., Simon Th., Ulewicz S., Folmer J. Fault handling in PLC-based Industry 4.0 automated production systems as a basis for restart and self-configuration and its evaluation // Journal of Software Engineering and Applications. 2016. V. 9. N 1. P. 1–43. doi: 10.4236/jsea.2016.91001

Wang L., Haghighi A. Combined strength of holons, agents and function blocks in cyber-physical systems // Journal of Manufacturing Systems. 2016. V. 40. P. 25–34. doi: 10.1016/j.jmsy.2016.05.002

ZuehlkeD. SmartFactory – towards a factory-of-things // Annual Reviews in Control. 2010. V. 34. N 1. P. 129–138. doi: 10.1016/j.arcontrol.2010.02.008

Zhou P., Zuo D., Hou K.-M., Zhang Zh. A decentralized compositional decision process in self-managed cyber physical systems // Sensors. 2017. V. 17. N 11. Art. 2580. doi: 10.3390/s17112580

Zhahg Zh., Eyisi E., Koutsonkos X., Porter J., Karsai G., Sztipanovits J. A co-simulation framework for design of time-triggered automotive cyber physical systems // Simulation Modelling Practice and Theory. 2014. V. 43. P. 16–33. doi: 10.1016/j.simpat.2014.01.001

Liao Y., Deschamps S., Loures E.F.R., Ramos L.F.P. Past, present and future of Industry 4.0 – a systematic literature review and research agenda proposal // International Journal of Production Research. 2017. V. 55. N 12. P. 3609–3629. doi: 10.1080/00207543.2017.1308576

Информация 2001-2023 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

При подготовке материала использовались источники:
https://poznayka.org/s8971t3.html

https://ntv.ifmo.ru/ru/article/17625/organizaciya_cifrovyh_proizvodstv_industrii_4.0na_osnove_kiberfizicheskih_sistem_i_ontologiy.htm