Меня зовут Юрий Машинский, и я участвую в работе межотраслевой рабочей группы «Открытая АСУ ТП» практически с момента её официального учреждения в августе 2023 года. Так получилось, что за несколько лет я успел поучаствовать в работе группы в разных ролях: представителя российского вендора АСУ ТП, представителя заказчика и, меньше остальных, представителя компании-интегратора АСУ ТП. В этой статье я изложил своё видение, что такое открытая автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) и почему этой теме уделяется так много внимания со стороны промышленных заказчиков и ведущих мировых вендоров.
Дисклеймер: все, что я написал в этой статье — это мое личное экспертное мнение, построенное на опыте и публично доступных данных, не основанное на какой-либо инсайдерской информации и не являющееся официальной точкой зрения какой-либо из упомянутых в тексте организаций.
В чем проблема с существующими АСУ ТП
Инициатива «Открытая АСУ ТП» родилась для предприятий с непрерывными технологическими процессами, таких как нефтепереработка и крупнотоннажная химия, где традиционно АСУ ТП строилась на базе комплектных распределённых систем управления (РСУ, англ. — DCS). Отказ такой системы стоит предприятию от десятков до сотен миллионов рублей, а в худшем случае может привести к техногенной катастрофе.
Производственные установки на химических, нефтеперерабатывающих или металлургических заводах работают по 50 и более лет. В целом, если экономические условия позволяют, то такие установки могут эксплуатироваться бесконечно долго, проходя через множество циклов ремонтов, модернизаций и реконструкций.
Традиционные РСУ конца XX — начала XXI века, построенные на базе микропроцессорных контроллеров управления, использующие распределённый ввод-вывод и цифровые шины для обмена данными, позиционировались как системы, рассчитанные на срок надёжной эксплуатации 15–20 лет, с одной или двумя модернизациями серверов и рабочих станций за этот период, а по завершении срока эксплуатации — подлежащие полной замене.
Как и у большинства систем, у которых надёжность является главным приоритетом, разработчики РСУ в основном используют собственные проприетарные решения даже для типовых задач, ограничиваясь поддержкой небольшого перечня интерфейсов для интеграции с внешними системами.
К середине 2010-х годов менеджеры, ответственные за эксплуатацию АСУ ТП, стали говорить о недостатках предложенной модели. Опыт показал следующее:
-
Верхний уровень АСУ ТП — серверы, рабочие станции и, особенно, программное обеспечение — устаревают быстрее, чем ожидалось. Например, сложно было найти в 2018 году новые рабочие станции, совместимые с Windows XP SP3, или в 2012 году — ноутбук с COM-портом, который бы надёжно работал с эксклюзивным программным обеспечением для обслуживания контроллеров.
-
Устройства среднего и нижнего уровней — контроллеры, модули ввода-вывода — показывали более высокую надёжность, чем ожидалось. При нормальной эксплуатации даже на 20-летних системах количество аварий по вине отказов этих устройств стремится к нулю. Кроме того, за счёт модульности конструкции контроллеров и устройств ввода-вывода их обслуживание и частичное обновление не требует больших разовых затрат.
-
Новые поколения платформ РСУ слабо поддерживали перенос прикладного программного обеспечения и алгоритмов из ранее установленных систем даже внутри одного вендора.
-
Закрытость внутренних интерфейсов РСУ по сравнению с применимыми в других отраслях SCADA сильно ограничивала и удорожала расширение функциональности АСУ ТП установки в процессе эксплуатации. Сверху или сбоку от РСУ появлялись новые специализированные системы, которые требовали для себя отдельной инфраструктуры, в том числе установки дополнительных экранов на пультах управления.
-
Стоимость проектов модернизации эксплуатируемой РСУ сравнялась, а то и стала превышать стоимость создания РСУ для новых установок, так называемых “greenfield”. При этом обновление РСУ часто не несло потребителю значимого улучшения экономических показателей работы производства.
В результате средний возраст эксплуатируемых АСУ ТП пополз к отметке 20 лет и, по моему мнению, не подтверждённому цифрами, на ряде предприятий уже штурмует отметку 25 лет.
Монолитность архитектуры РСУ усугубляется проблемой «чёрных ящиков», когда конечный эксплуатант оборудования не имеет доступа к детальным алгоритмам работы оборудования, не говоря уже о возможности их модернизации под свои условия эксплуатации. В результате исправное оборудование может работать ниже своих возможностей или стать причиной остановки производственной линии, потому что типовые алгоритмы от производителя не могут учесть все варианты эксплуатации.
Поиск решения
Исторически движение за открытые АСУ ТП в России опирается на работу международного сообщества — Open Process Automation Forum (OPAF), существующего внутри организации The Open Group: https://www.opengroup.org/forum/open-process-automation-forum. Форум, основанный в 2016 году при участии ExxonMobil, сегодня объединяет 97 компаний-участников, включая:
-
глобальных поставщиков АСУ ТП — Schneider Electric, Yokogawa Electric Corporation, Rockwell Automation, Siemens Industry Inc, SUPCON …
-
ведущие ИТ компании — Microsoft Corporation, Huawei Technologies IBM, Intel, VMware
-
крупнейших заказчиков — Aramco, ExxonMobile, Chevron, Shell.
Результатами работы форума OPAF стала группа стандартов под названием Open Process Automation™ Standard (O-PAS). O-PAS позиционируется как "стандарт стандартов" и описывает архитектуру открытых систем управления, опираясь на существующие международные стандарты, такие как:
-
МЭК 62541 (IEC 62541 «Архитектура унифицированного взаимодействия» / OPC UA);
-
МЭК 62714 (IEC 62714 «Формат обмена данными для применения в промышленной автоматизации» / AutomationML);
-
МЭК 61131 (IEC 61131 «Контроллеры программируемые», в частности часть 3 — языки программирования);
-
МЭК 62443 (IEC 62443 «Сети коммуникационные промышленные. Безопасность сетей и систем» / Информационная безопасность);
-
МЭК 61499 (IEC 61499 «Функциональные блоки для систем измерения и управления промышленными процессами»).
В России межотраслевую рабочую группу «Открытая АСУТП» (РГ «ОАСУ ТП») создали приказом Минпромторга РФ в августе 2023 по инициативе крупнейших промышленных компаний — ПАО «Газпром нефть», АО «МХК „ЕвроХим“, ПАО „Северсталь“ и других; актуальный список доступен на сайте рабочей группы — https://openapc.ru/
В 2025 году в состав РГ «ОАСУ ТП» стали официально включать, вендоров и системных интеграторов, хотя «де-факто» сотрудничество началось с момента создания рабочей группы.
Цели создания РГ «ОАСУ ТП» и OPAF не идентичны, но похожи:
-
достижение технологического суверенитета в области АСУ ТП;
-
снижение совокупной стоимости владения АСУ ТП для непрерывных производств;
-
уменьшение стоимости рисков зависимости предприятий от отдельных поставщиков АСУ ТП;
-
создание правильного технологического основания для применения в производственных процессах цифровых технологий, обеспечивающих рост эффективности бизнеса.
В отличии от The Open Group, которая занимается стандартами и сертификацией, отечественная РГ «ОАСУ ТП» сегодня действует не столько как орган по созданию формальных стандартов, хотя эта работа ведется непрерывно, сколько как сообщество исследовательских команд, которые создают наиболее критичные компоненты целевой архитектуры, называемой Национальная Платформа Промышленной Автоматизации (НППА). Подробнее об этом можно узнать на сайте рабочей группы https://openapc.ru/tpost/od0bma1us1-lideri‑promishlennosti‑obedinilis‑na‑for
Что такое - Открытая АСУ ТП
Стандарт O‑PAS Part 1 — Technical Architecture Overview описывает архитектуру промышленной автоматизированной системы управления как распределенную и защищенную систему компонентов, соответствующих стандарту O‑PAS, взаимодействие между которыми осуществляется строго через определенные интерфейсы. Концепт этой архитектуры изображен на рисунке.
Для описания характеристик открытой архитектуры АСУ ТП в стандарте O‑PAS введены понятия атрибутов качества. Фундаментальными из них являются безопасность (safety), надежность (reliability) и защищенность (securability), хотя полный перечень атрибутов значительно шире.
Ключевые характеристики открытой АСУ ТП:
-
использование только стандартных интерфейсов;
-
модульность, гибкость и масштабируемость;
-
разделение аппаратных платформ и программного обеспечения;
-
прямая переносимость алгоритмов между контроллерами разных производителей;
-
унификация инструментов развертывания и сопровождения (управления жизненным циклом).
С техническим описанием архитектуры на русском языке можно ознакомиться в документе: ПНСТ «Системы киберфизические. Открытые системы промышленной автоматизации. ОТКРЫТЫЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ. Общая архитектура, интерфейсы и основные требования». Документ доступен для скачивания на сайте ТК 194 (https://tc194.ru/orsu_public). Данный ПНСТ подготовлен специалистами ПАО «Газпром нефть», которые наиболее долго и глубоко занимаются этой темой. Большинство иллюстраций в этой статье заимствованы из этого ПНСТ.
На презентациях и мероприятиях, посвященных открытым АСУ ТП, мы — участники рабочей группы — чаще всего сталкиваемся с повторяющимся набором критических аргументов:
-
мультивендорные АСУ ТП | РСУ — это «зоопарк» или «лоскутное одеяло», за которые никто не будет отвечать;
-
невозможно создавать и продавать АСУ ТП на базе компонентов с открытым исходным кодом;
-
невозможно написать программное обеспечение, которое будет одинаково хорошо работать на любых аппаратных устройствах;
-
вендорам АСУ ТП это невыгодно, и они не будут этим заниматься;
-
«открытая АСУ ТП» не отличается от обычной системы, работающей на базе OPC UA, Profinet или EtherNet/IP — это просто PR;
-
промышленные заказчики — участники РГ «ОАСУ ТП» — занялись разработкой АСУ ТП, чтобы уничтожить рынок.
Разберем эти аргументы ниже.
Мультивендорные РСУ
Наибольшие споры в профессиональном сообществе вызывает возможность создания систем промышленной автоматизации с использованием компонентов от различных поставщиков без необходимости в индивидуальной интеграции.
Сегодня российский рынок АСУ ТП фактически закрыт для иностранных производителей даже из дружественных стран. При этом у отечественных поставщиков, как правило, нет достаточно широких продуктовых линеек, чтобы без компромиссов собрать комплексную АСУ ТП «в одних руках». Поэтому требования к совместимости и интеграции решений разных производителей становятся ключевыми для многих заказчиков.
Большинство критиков под мультивендорной РСУ представляют систему управления взрывоопасным производством, собранную «на коленке» из конструктора Arduino и модулей ввода‑вывода, купленных на маркетплейсе, и запрограммированную студентами третьего курса.
Однако в логике O‑PAS любой компонент, используемый при построении АСУ ТП, должен пройти независимую процедуру сертификации, подтверждающую его надежность и соответствие стандартам. В 2025 году Open Group запустила процедуру сертификации продуктов на соответствие требованиям O‑PAS. В России пока такая сертификация не проводится, но ее сценарии уже обсуждаются экспертным сообществом.
Следовательно, мы ожидаем, что заказчик будет получать интегрированную АСУ ТП, не ограничиваясь линейкой одного вендора, а комбинируя наиболее подходящие решения из компонентов нескольких проверенных производителей. При этом он получит сквозное управление, диагностику и удобство эксплуатации не хуже, чем в нынешних моновендорных РСУ.
Ответственность за мультивендорные решения. Этот вопрос возникает на всех встречах. Как правило, его задают представители вендоров, подразумевая, что сегодня именно они несут ответственность за АСУ ТП, построенную на базе их программно‑технических комплексов. Они опасаются, что если у них купят не весь комплекс, а отдельные продукты, то и отвечать они будут только за них.
На практике это не совсем так. Кроме вендора и конечного заказчика в цепочке создания АСУ ТП нельзя игнорировать роль системных интеграторов, которые несут основные риски по обязательствам перед заказчиками, включая гарантийные.
Получается, что открытая архитектура стимулирует упорядочивание рынка: вендор занимается разработкой и производством продуктов, а интегратор — созданием и сопровождением комплексных решений. Косвенно это должно стимулировать рост качества и удобства продуктов, которые будут конкурировать между собой за внимание интеграторов.
Открытая система ≠ открытые компоненты, разные ≠ любые
Вторым по популярности тезисом является скептическое отношение к требованию раскрытия программного кода компонентов в составе открытых АСУ ТП. Экспертное сообщество не верит в возможность эффективного бизнеса при раскрытии кода, опасаясь неправомерного использования и нарушения исключительных прав на свои продукты.
Даже если не комментировать обоснованность этих опасений, их можно парировать одним объективным фактором: в документации к открытым АСУ ТП, включая стандарты O-PAS, отсутствует требование раскрытия кода. Напротив, стандарты поддерживают защиту know-how производителей, реализованных внутри компонентов. Главное — чтобы у компонента были стандартные интерфейсы внешнего взаимодействия, которые позволят при необходимости заменить его на аналог от другого производителя. Схема этих интерфейсов изображена на рисунке ниже.
Переносимость алгоритмов и связанные с этим задачи — одно из краеугольных понятий открытой АСУ ТП. Для обеспечения возможности переноса стандарт O‑PAS устанавливает требования не только к интерфейсам взаимодействия между компонентами (например, контроллерами), но и описывает рекомендуемую модель внутреннего наполнения устройств — FILO‑модель (по аналогии с названием слоенного теста)
Как я ранее писал в разделе про мультивендорные РСУ, стандарты Открытой АСУ ТП, говоря про работу разных компонентов, совместимость с разными системами и другие случаи использования слова «разные», практически никогда не используют его в значении «любые существующие во вселенной». Поэтому, даже если где‑то в речи спикеров или на слайдах вдруг встретится слово «любые», его в первую очередь надо читать как «любые из ограниченного множества предварительно отобранных сущностей».
Открытая АСУ ТП не отменяет, а комбинирует успехи в деле обеспечения совместимости продуктов разных вендоров, достигнутые предыдущими стандартами, объединяя промышленную автоматизацию (OPC UA, МЭК 61131–3 и МЭК 61499) с современными методами ИТ‑автоматизации — оркестрацией (TOSCA), контейнеризацией, виртуализацией и обеспечением информационной безопасности (МЭК 62443).
Используя достижения стандартов уровня промышленных протоколов, инженеры, как правило, могли дополнять АСУ ТП от основного вендора специализированными устройствами других вендоров — например, преобразователями частоты, датчиками, устройствами ввода‑вывода или отдельными контроллерами. При этом в случае интеграции интеллектуальных устройств, таких как контроллеры, в системе появлялись отдельные приложения для их программирования, а зачастую даже отдельные рабочие станции. Открытая АСУ ТП требует, чтобы интерфейсы программирования и конфигурирования компонентов были стандартными; следовательно, можно было использовать одно приложение для программирования всех контроллеров в системе независимо от производителя.
Есть ли выбор у вендоров?
Трудно спорить с тем, что если цель стандартов — снизить стоимость внедрения и сопровождения АСУ ТП, значит, поставщик АСУ ТП будет меньше зарабатывать с каждого проекта. Почему тогда в состав членов OPAF (или OPAF) уже входят почти все мировые лидеры рынка РСУ?
На мой взгляд, причины чисто экономические.
Во‑первых, растет конкуренция между производителями. Классические РСУ стали настолько идентичными в плане функциональности, что конкуренция стала практически полностью ценовой. В таких условиях придумать новую «большую историю» — это способ перенести конкуренцию в область технологий и шанс стать номером один на следующем этапе развития.
Во‑вторых, эпоха бурного строительства новых производств закончилась. Количество проектов модернизации существующих АСУ ТП значимо превышает количество новых строек. Как минимум, портфель по модернизации легче посчитать, и за него будут бороться все вендоры, а не только тот, чьи системы там работают сейчас. В поддержку этой версии говорят маркетинговые материалы новых поколений РСУ, которые вышли в последние годы. Даже вендоры, официально не входящие в состав OPAF, заявляют о поддержке программно‑определяемой автоматизации (SDA — Software‑Defined Automation), которая технологически близка идеям O‑PAS, и курсе на поддержку непрерывности бизнеса и обновление АСУ ТП без остановки производства.
Российские вендоры АСУ ТП тут не будут исключением: уже сейчас некоторые оценивают свои новые продукты как практически соответствующие стандартам O‑PAS, и по мере разработки новых поколений степень соответствия будет расти. По крайней мере, у лидеров рынка.
Далее отвечу, как я смотрю на опасения, что крупные заказчики, такие как ПАО «Северсталь» или ПАО «Газпром нефть», которые лидируют сейчас в разработке опытных образцов ключевых компонентов Открытой АСУ ТП, сами станут производителями АСУ ТП и потеснят остальных вендоров.
Повтор дисклеймера: все, что я писал ранее в этой статье, а особенно то, что напишу далее, — это мое личное экспертное мнение, построенное на опыте, не основанное на какой‑либо инсайдерской информации и не являющееся официальной точкой зрения какой‑либо из упомянутых в тексте организаций.
Мое мнение таково: вкладывая десятки человеко‑лет в разработку, компании так или иначе придут к запросу на коммерциализацию результатов своих вложений. Опасно ли это для прочих вендоров АСУ ТП? В среднесрочной перспективе (до 5 лет) — нет. Можно ли извлечь из этого выгоду? Да, если стать технологическим партнером по разработке и воспользоваться своими преимуществами компании с налаженными процессами разработки и работы на рынке АСУ ТП.
Заключение
Тема открытой АСУ ТП очень объемна, охватить ее одной статьей нереально. Даже у каждого из участников рабочей группы «Открытая АСУ ТП» свое видение предмета, которое отличается от ��нения коллег. Неудивительно, что у специалистов, которые слышат об этом впервые или мельком, возникает множество вопросов. На часть из них я попытался ответить этой статьёй.
Рабочая группа регулярно, примерно раз в квартал, проводит публичные мероприятия как очно, так и онлайн. Следить за анонсами удобно на нашем сайте — там же выложены видеоинтервью с экспертами, в которых раскрываются многие детали, не вошедшие в эту статью.
Если вы хотите повлиять на создание экосистемы открытых АСУ ТП — на сайте группы есть контакты координаторов технических рабочих групп, с которыми можно договориться о включении вас в их состав.
Автор: YuriyMashinskiy
