Промышленное предприятие и система промышленных интернет вещей (IIoT) — что дальше


СОДЕРЖАНИЕ:

Интернет вещей для российских предприятий

В последнее время у российских предприятий появился опыт первых успешных проектов промышленного интернета. В то же время срок окупаемости промышленного оборудования варьируется от 10 до 20 лет, что затрудняет масштабную перестройку предприятий. Эксперты, участвовавшие в круглом столе iot.ru, отметили постепенный переход отечественной промышленности на технологии индустриального Интернета вещей. В результате такой переход поспособствует росту производительности предприятий в геометрической прогрессии.

В обсуждении приняли участие:

— Как бы вы охарактеризовали развитие промышленного Интернета в России в настоящий момент?

Кирилл Черный: Одной из наиболее актуальных задач сегодня является адаптация IoT-технологий под текущий уровень развития и потребности предприятий. На первом этапе может решаться узкий круг вопросов, связанных, например, с учетом комплектующих и интеграцией с корпоративными базами данных. Далее могут быть задействованы более сложные механизмы, позволяющие оптимизировать производственные процессы и повышать качество производимой продукции. Кроме того, уже сейчас мы наблюдаем заинтересованность в построении сервисных IoT-решений, которые можно будет «продавать» представителям b2b-сектора.

— Какие драйверы роста рынка в 2020 году вы можете выделить особо?

Вячеслав Максимов: В первую очередь к драйверам можно отнести желание заказчиков оптимизировать затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования. Кроме того, на рынке идет широкое распространение информационных технологий в строительстве и внедрение постиндустриальных технологий в сельском хозяйстве. Это также можно отнести к драйверам роста рынка IIoT.

Кирилл Черный: Более глубоким стало понимание потенциала промышленных IoT-технологий. Люди быстро привыкают к новым сервисам, в основе которых лежит Интернет вещей и digital-концепция. В результате формируются привычки, которые легко переносятся из личной среды в рабочую. Таким образом, за счет широкого распространения пользовательских решений, возникает спрос на IoT-технологии и в промышленном сегменте. Стали появляться специализированные общественные объединения, направленные на формирование отраслевых стандартов и технологий для внедрения Интернета вещей в жизнь и бизнес. Так, в 2020 году была создана российская Ассоциация участников рынка Интернета вещей. Кроме того, активно развивались технологии, обеспечивающие анализ и обработку собранных с помощью данных IoT.

Сергей Дубовик: Основные драйверы роста – упрощение технологического цикла разработки устройств, которые позволяют подключить «нечто» (станок, генератор, пациента и т.п.), плюс удешевление элементной базы. Это, а также «зеленые» (энергоэффективные) микроконтроллеры, плюс миниатюризация, позволяют кардинально увеличить количество устройств, снимать большее количество параметров. Технологии Big Data могут обрабатывать сопутствующие увеличению числа сенсоров, данные. Еще одним безусловным драйвером роста может стать интерес к этой области на государственном уровне.

— Существуют ли законодательные ограничения, которые препятствуют развитию промышленного Интернета в России?

Кирилл Черный: Зачастую законодательная база «не успевает» за стремительно развивающимися технологиями, требуются уточнения и доработки. Это относится, в том числе, и к сфере промышленного Интернета вещей. На текущий момент законодательно не закреплено такое понятие, как «оператор инфраструктуры сбора и обработки данных» и ряд других. Пробелы законодательства в области Интернета вещей мешают построению комплексных сервисных решений, с помощью которых можно было бы предоставлять IoT как услугу.

Прямых законодательных ограничений нет, но имеются косвенные, например, советское наследие планово-предупредительных ремонтов оборудования. Правила и ответственность за их нарушение прописаны в нормативных актах. В итоге это ограничивает эксплуатационные компании в применении современных, более экономичных подходов к ремонтам, а именно — по фактическому состоянию оборудования. Однако определённые сдвиги здесь намечаются, так, недавно правительство анонсировало возможный отказ от устаревших нормативов, ждём этого с нетерпением.

Основным сдерживающим фактором развития современных производств и средств автоматизации является низкий уровень оплаты труда и повсеместное привлечение низкоквалифицированных работников. Здесь остается только мечтать о законодательной установке минимального уровня оплаты труда на высоком уровне — это немедленно приведёт к модернизации технологических процессов, внедрению роботизированных комплексов и киберфизических производственных систем.

Сергей Дубовик: В России узкий диапазон частот, которые можно использовать для беспроводных технологий. Это препятствие на макроуровне развития IoT. Затем я выделяю различные отраслевые ограничения – и стандартизация всех этих вещей, стек протоколов, которыми мы должны пользоваться и работать. Ведь есть вертикальные срезы в виде отраслей и горизонтальный срез в виде технологий Интернета вещей. Я наблюдаю попытки на уровне Минкомсвязи очертить жесткие границы в этой сфере.

— Как вы считаете, в каких сферах российской экономики целесообразнее внедрение проектов промышленного Интернета вещей?

Андрей Никишин: От использования индустриального Интернета вещей все отрасли могут получать какие-либо плюсы, прямо или косвенно связанные с эффективностью производства или с экономическими выгодами. Поэтому говорить, что подобные технологии в нефтегазовом секторе стоит использовать, а в горнорудной промышленности – нет, совершенно не корректно. Использование промышленного Интернета вещей – это неотвратимый тренд, я бы сказал, революция в промышленности, и те предприятия, которые не будут использовать IoT, будут в проигрыше.

Вячеслав Максимов: Достаточно большой интерес вызывают решения для создания систем непрерывного мониторинга и онлайн диагностики состояния промышленного оборудования, особенно высоконагруженного – такого как насосы, конвейеры, компрессоры, генераторы и т.п. Вот здесь решения на базе технологий IIoT могут быть встроены очень естественным образом и наверняка будут востребованы в ближайшем будущем.

Отмечу также мониторинг транспортных средств и высокоточное позиционирование строительной техники. Такие IIoT-решения будет востребованы все больше, ведь сейчас наблюдается бум BIM-технологий и повсеместной диджитализации строительной отрасли.

Кроме того, предприятия сельского хозяйства, особенно животноводческой отрасли, активно примеряют постиндустриальные технологии — такие как непрерывный мониторинг поведения и состояния каждой головы в стаде. Такие технологии позволяют повысить удои молока на 15-20%.

Кирилл Черный: Несмотря на то, что технологии Интернета вещей в том или ином виде применяются уже много лет, мы находимся на начальной стадии развития промышленного IoT. Опыт российских организаций в части использования Интернета вещей в основном связан с решением логистических задач, контролем производственного оборудования, а также обеспечением бесперебойной работы различных технологических систем. Так, управление логистикой на основе IoT позволяет сокращать операционные затраты на доставку и промежуточное хранение продукции, а также осуществлять мониторинг местоположения транспортных средств и грузов.

Большой потенциал IoT для производственного сектора заключается в обеспечении качества выпускаемой продукции. С повсеместным распространением IoT производительность компаний будет расти в геометрической прогрессии. В сочетании с другими новейшими технологиями, такими как облачные вычисления, «умные» электросети, робототехника, мир Интернета вещей приблизит нас к экономике с гораздо большей эффективностью и прибыльностью.

— Почему некоторые промышленные предприятия только присматриваются к технологиям промышленного Интернета вещей?

Вячеслав Максимов: На самом деле на рынке присутствуют и те предприятия, которые понимают преимущества технологий IIoT дают и уделяют им должное внимание. Единственное, эти люди (собственники, руководители) не мыслят в категориях технологий: для них важен экономический эффект и решение конкретных производственных проблем. Тем временем, технологии промышленного Интернета вещей позволяют реализовать подходы, которые раньше были нереализуемы в принципе, либо реализовывались слишком громоздко и были дороги в эксплуатации. Поэтому рынку нужны по большей части не технологии, а законченные апробированные и экономически обоснованные решения.

Кирилл Черный: На данный момент мы наблюдаем «технологический» разрыв между текущим уровнем развития предприятий и потенциальными возможностями, которые может дать применение IoT – они гораздо шире и разнообразнее, нежели запросы российского бизнеса. Промышленный Интернет вещей способен решать те задачи и «отвечать» на те вопросы, которые у многих еще даже возникли. К тому же, для внедрения IoT в деятельность большинства предприятий требуется наличие специальных технических компетенций, которые у большинства российский предприятий не сформированы.

Ориентация на базовые принципы и подходы, применяемые на Западе, и попытки переноса их в российскую действительность не сработает. Необходимо учитывать текущий уровень развития и потребности бизнеса. Независимо от отрасли, Интернет вещей способен оказать влияние на все уровни бизнес-процессов: изменения будут колебаться от незначительных до очень глубоких.

Андрей Никишин: Нужно принимать во внимание срок нормальной эксплуатации промышленного оборудования. Он составляет от десяти до двадцати лет. Стоимость оборудования высока, а окупаемость составляет длительное время. Так, если новые машины были установлены четыре года назад, то невыгодно менять его из-за появления новых моделей с аналогичным функционалом и с возможностью подключения к сети, даже если это принесет какие-либо финансовые выгоды. Это мировая практика. Поэтому говорить об отсталости наших предприятий в данном контексте не стоит. Со временем, я уверен, большинство предприятий будет использовать подключенное оборудование, так как это приносит большую финансовую выгоду.

Сергей Дубовик: Наличие большого числа платформ IoT мешает быстрому внедрению. В глазах потенциальных пользователей рынок выглядит фрагментированным. Нельзя найти явно выраженных лидеров. Стало быть, это риск выбрать «не то» решение. Чрезмерная фрагментированность в платформах и в протоколах отпугивает потребителей. Выход – создание консорциумов, которые могли бы задавать направление решений основных задач, с которыми сталкиваются разработчики решений. К настоящему моменту времени в областях, причастных к IoT накоплена потрясающая гамма слабо совместимых стандартов/протоколов, что является еще одним из сдерживающих факторов развития. Одна из проблем (задач), которые необходимо решить – обеспечение технологической нейтральности платформы к существующему многообразию протоколов/средств передачи и форматам данных. Лучше всего такие задачи решаются созданием рекомендаций, фактически, стандартизации.

— Как вы считаете, какие тенденции окажут влияние на развитие промышленного Интернета вещей в России в 2020-2020 гг? Удастся ли за это время минимизировать воздействие стоп-факторов?

Кирилл Черный: В этом году ожидается «закрытие» ряда законодательных вопросов, связанных с промышленным Интернетом вещей. Будут законодательно закреплены такие общие понятия, как как оператор технологических данных и сами данные, что позволит определять — какие данные считаются технологическими, кто их может собирать и обрабатывать.

Вячеслав Максимов: Влияние может оказать проникновение современных подходов к автоматизации производства на российские промышленные предприятия. Спрос на новые технологии со стороны собственников производства поможет преодолеть косность мышления и убрать устаревшие нормативы.

Андрей Никишин: Разработка стандартов — процесс не быстрый и если уже сейчас не ведутся работы над новыми версиями подобных документов, то появление их в 2020 году маловероятно. С другой стороны, с течением времени появляется все больше реализованных проектов, как у заказчиков, так и у производителей оборудования. Нас больше всего волнует вопрос кибербезопасности промышленного оборудования. И не скрою, что к промышленному Интернету вещей мы относимся с особенным вниманием – вместе с плюсами этот подход несет в себе новые риски, о которых производители и заказчики раньше даже и не думали. Сейчас наметилась тенденция к усилению внимания к вопросам кибербезопасности со всех сторон. Я надеюсь, что в ближайшие годы мы увидим только надежные с точки зрения информационной безопасности решения и соответствующий подход к вопросам обеспечения безопасности промышленных объектов со стороны конечных пользователей.

Чем различаются потребительский, корпоративный и промышленный IoT

Исполнительный директор Perenio IoT

Часто мы говорим об IoT так, будто это монолитная вещь. Но чтобы глубже понять, как технологии интернета вещей влияют на окружающий нас мир, следует поделить его на три сегмента со своими отличительными чертами. Это потребительский, корпоративный и промышленный интернет вещей.

Конечно, это деление условно, но все же такая классификация, по мнению Андрея Канаева, исполнительного директора Perenio IoT, позволяет лучше разобраться в особенностях каждого сегмента и потенциальных угрозах его безопасности.

Нельзя утверждать, что каждый подключенный к глобальной сети девайс автоматически считается устройством интернета вещей. Если говорить так, то каждый смартфон или ноутбук – это уже IoT, а вот некоторые Bluetooth-устройства, к примеру, нет.

Следовательно, определение нужно расширить: IoT-, или «умное» устройство – это такой девайс, который подключается к сети, собирает данные, а затем использует их для предоставления информации или выполнения автоматизированных действий.

Потребительский IoT

Потребительские устройства IoT должны управляться через приложение, веб-сайт или экран на устройстве. Кроме того, они должны предоставлять конкретную бытовую услугу, а не просто удаленный доступ к системе управления умным домом.

Конечно, возможность выключить кофеварку с дивана – это уже хорошо, но будет еще круче, если датчик сможет считывать время, когда я включаю кофеварку, и на основе этих данных каждое утро будет автоматически готовить мой горячий напиток.

Печка с подключением к Wi-Fi, которую я могу включить и предварительно нагреть из приложения, на самом деле не в полной мере потребительский IoT. Ну, если только она не умеет измерять температуру еды, чтобы правильнее ее готовить, или если она может поделиться своими данными о потреблении энергии с сетью, чтобы помочь отрегулировать спрос на энергию в моем доме или районе.

Это амбициозное определение, но оно позволяет заглянуть в ближайшее будущее интернета вещей и увидеть прежде всего угрозу безопасности. Главный вопрос здесь: как мы защищаем подключенные «не-smart»-устройства, такие, как принтеры или печь, в которых есть Wi-Fi для дистанционного управления.

Первая большая волна взлома IoT-устройств произошла в 2020 году. Тогда хакеры получили доступ к ста тысячам приборов.

Они управлялись с помощью зараженного ПО и сформировали ботнет – сеть устройств с запущенными на них ботами, которые позволяют злоумышленникам использовать ресурсы систем. Ботнет Mirai, подбирая комбинации дефолтных логинов и паролей, взломал множество камер и роутеров, которые были использованы для мощной DDoS-атаки.

С учетом этого потребительский IoT сталкивается с уникальными проблемами, которые компании должны решать. Например, у потребителей относительно простые сети, поэтому подключение к ним устройств должно быть простым.

Большинство пользователей не задумываются о безопасности своих данных и защите от злоумышленников: ставят простые пароли, не меняют их на роутерах и в целом беспечно относятся к безопасности информации.

Что это значит для бизнеса

Устройства потребительского IoT необходимо создавать безопасными, с резервированием сети и низкими затратами. Трафик между устройствами и интернетом должен быть зашифрован, потому что потребители не разбираются в защите данных.

Учитывая количество потенциальных подключенных устройств в доме, понадобятся надежные сети, способные справиться с потерей пакетов и случайными помехами.

Поскольку потребительский интернет зависит от того, как много людей смогут купить умные гаджеты, размер бюджета на разработку и производство каждого устройства чрезвычайно важен. Далеко не все конечные потребители готовы платить за суперзащищенное, но очень дорогое устройство.

Корпоративный IoT

В каждой компании все, что подключается к интернету или локальной сети, следует учитывать и контролировать — хотя бы потому, что старые «не-smart»-устройства могут стать точкой уязвимости для сетевых атак.

В корпорациях устройства, подключенные к интрасети (или интернету), также собирают данные и затем предоставляют информацию на их основе, как и в случае с потребительским интернетом вещей.

Как и потребительские IoT, корпоративные сети могут быть хаотичными и часто изменяться, когда устройства перемещаются в сеть и из нее. Но в отличие от потребительского IoT, эти сети могут также сосуществовать с другими беспроводными или проводными сетями, такими, как сети пожарной безопасности или контроля окружающей среды.

Что это значит для бизнеса

Для корпоративного IoT компании должны понимать, как работает и к чему оно подключается каждое устройство, чтобы обеспечить его безопасность. В сети также будет больше изощренности со схемами расстановки приоритетов и, возможно, отдельными сетями для разных устройств. Эта схема должна распространяться как на беспроводную, так и на проводную сеть. Ввод, вывод из эксплуатации и управление должны выполняться с веб-платформы или приложения.

Контроль доступа имеет важное значение: не у всех сотрудников должен быть доступ к каждому устройству или его данным, а также к изменению настроек.

Ожидается, что корпоративные устройства IoT будут связаны с корпоративными приложениями. Это означает, что у таких девайсов должны быть способы показать, какими именно данными они делятся и с кем.

Промышленный IoT

Этот вид устройств управляет заводами и фабриками.

Для промышленного IoT наиболее важна безопасность и отказоустойчивость – из-за возможных катастрофических отказов оборудования или даже гибели людей в результате взлома машин.

В большинстве случаев сети имеют свою связь и никогда не подключаются к общедоступному интернету. Промышленные сети IoT обычно рассчитаны на длительный период. Заводы и оборудование внутри них – это инвестиции на срок от 20 до 50 лет.

Что это значит для бизнеса

Ваши работники должны быть обучены тому, как избежать использования устройств, которые могут создать уязвимость. Корпоративный IoT мог бы, вероятно, почерпнуть кое-что из практики промышленных сетей IoT.

Коммуникационное и вычислительное оборудование, связанное с промышленным IoT, должно быть надежным и модульным, чтобы его можно было легко модернизировать.

Фото в тексте и на обложке: Unsplash

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Промышленный интернет вещей. Готовы ли сети?

Многие технологии для надежного и эффективного взаимодействия промышленных «вещей» уже существуют

Быстро став чрезвычайно популярным, термин «Интернет вещей» (Internet of Things, IoT) породил различные «производные». Зачастую они предлагаются вместо терминов, существовавших многие годы, правда, при этом описываемые ими решения и процессы наполняются новыми содержанием и возможностями. Так, вместо ИЗ (интеллектуальное здание) все чаще встречается аббревиатура BIoT (Building Internet of Things) — «Интернет вещей в здании». А взамен АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) некоторые «филологи-технократы» предлагают термин IIoT (Industrial Internet of Things). На русский язык его можно перевести как «Промышленный интернет вещей» или просто «Промышленный интернет».

НЕМНОГО О КОНЦЕПЦИЯХ

Общепринятое определение, что же такое Промышленный интернет вещей, пока не сформировалось. В этом контексте следует отметить две инициативы, которые во многом определяют два подхода: европейский и американский (надеюсь, в скором времени будет выработан и наш, российский).

Европейский подход базируется на родившейся в Германии концепции «Индустрия 4.0» (Industry 4.0), хотя во многих других европейских странах имеются свои похожие программы с другими названиями. Согласно Industry 4.0, мы, точнее европейская экономика, находимся на пороге четвертой промышленной революции. Первая революция (80-е годы XVIII века) была связана с механизацией производства благодаря изобретению паровых двигателей. С началом массового применения электроэнергии на заводах наступила вторая — индустриализация (начало XX века). Применение электроники для автоматизации производства привело к третьей промышленной революции — по сути, она вызвана внедрением систем АСУ ТП (50-е годы ХХ века). Собственно четвертая революция — «умные» предприятия — на самом деле является продолжением третьей. Ее знаковые моменты — внедрение киберфизических систем (см. врезку «Что такое киберфизическая система») и переход к персонализированному производству.

Что такое киберфизическая система

Имеется множество подробных определений киберфизических систем, но самое существенное в них — это наличие двусторонней связи между физическими процессами и управляющими программами (вычислительными средствами). Элементы такой системы могут находиться как рядом, например в одной производственной зоне, так и далеко друг от друга, а взаимодействие между ними — осуществляться на всех стадиях «жизненного цикла» (планирование, производство, эксплуатация, ремонт, утилизация). Сбор и анализ собираемой информации могут служить множеству целей: диагностика состояния, прогнозирование необходимости тех или иных изменений, автоматическая настройка, адаптация и пр.

Классический пример киберфизической системы — инфраструктура Smart Grid, в которой данные, собираемые с разных узлов электросети, используются программными средствами управления для корректировки работы этих узлов с целью повышения надежности и эффективности.

Другой пример — подключенный автомобиль, состояние различных элементов которого постоянно контролируется как локально, самой системой управления, так и удаленно, например из сервисного центра. Различные события, скажем стирание тормозной колодки, приведут как к изменению настроек системы торможения, так и к формированию заказа на выпуск новых колодок для замены. Новые запчасти поступят на сервис, и одновременно владелец будет проинформирован о необходимости замены.

За океаном тоже задумываются о будущем промышленного производства. В 2014 году компании General Electric, AT&T, Cisco, IBM и Intel создали Консорциум Промышленного интернета (Industrial Internet Consortium, IIC), который сегодня насчитывает уже 170 членов. С точки зрения членов этого консорциума, Промышленный интернет выходит далеко за рамки производственных предприятий. В качестве примеров реализации этой концепции на официальном сайте IIC приводятся беспилотные автомобили, способные безопасно перемещаться к точке назначения без водителей; системы удаленного сбора различных медицинских показателей, позволяющие контролировать состояние пациентов врачом дистанционно; оборудованные «умными» датчиками системы водоснабжения, управления парковками и другие системы интеллектуального города. Таким образом, если концепция Industry 4.0 фокусируется на производственной сфере, то в сфере интересов Консорциума Промышленного интернета — не только собственно производство, но и медицина, транспорт, сельское хозяйство, коммунальные услуги и пр.

В этой статье мы сконцентрируемся на обсуждении инфраструктурной проблематики Промышленного интернета вещей в его европейском понимании — то есть на производственной сфере.

«ВЕЩИ» В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В промышленном IoT основными разновидностями «вещей», которые надо подключать к сети, являются различные типы датчиков (сенсоров) и приводов. Эти устройства с одной стороны имеют интерфейс с коммуникационной сетью, а с другой — интерфейс, обеспечивающий физическое взаимодействие с процессом, который требуется отслеживать. Задача датчиков и сенсоров — сбор информации. Они могут фиксировать различные физические характеристики (температуру и влажность, давление и различные усилия, напряжение и силу тока, расход газа и уровень жидкости), присутствие различных веществ (химические и биосенсоры), а также физические события (например, изменение и перемещение объектов). Сенсоры все чаще интегрируются непосредственно в микросхемы.

Помимо сенсоров, в микросхемы могут встраиваться и приводы, назначение которых — контроль за физическими объектами и управление ими. Такие интегрированные решения называют микроэлектромеханическими системами (МЭМС). Примерами подобных устройств, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты, являются акселерометры и гироскопы. Классические же примеры приводов — это моторы, перемещающие различные объекты; клапаны, открывающие и закрывающие каналы поступления жидкости или газа; электрические переключатели. Приводы обычно имеют механический, гидравлический, пневматический или электрический компонент для выполнения необходимых функций, а также электронный блок управления.

Коммуникационный интерфейс — совершенно необходимый компонент устройства IIoT. Это может быть проводной или беспроводной интерфейс. Основным кандидатом на универсальную технологию проводной связи является Ethernet. В случае беспроводного подключения это может быть Wi-Fi, а также множество других технологий (см. врезки «С проводами или без», «За пределами локальной сети» и таблицу). Но, независимо от того, какая технология используется на канальном и физическом уровнях, устройство должно непосредственно поддерживать протокол IP, чтобы интегрироваться в инфраструктуру IIoT. Кроме того, важнейшим условием использования устройства IIoT является наличие средств безопасности. IP — это открытый протокол, поэтому такие средства должны быть интегрированы в устройство изначально.

С проводами или без

Традиционно в промышленных сетях подавляющее большинство подключений были проводными. Однако в последнее время беспроводные технологии используются все шире. Чаще их применяют для некритичных приложений, таких как конфигурирование и мониторинг, передача дополнительных данных, поддержка приложений мобильных сотрудников.

Одной из трудноразрешимых проблем применения радиотехнологий является разделяемая среда передачи (использование общего частотного диапазона), что может привести к невозможности передачи данных, если все частотные каналы окажутся занятыми. Кроме того, радиосвязь подвержена негативному влиянию электромагнитных помех, которые в производственных цехах могут быть довольно существенными. Случайная потеря пакетов также достаточно типична для многих радиосистем. Если для офисных сетей это приемлемо, то для критически важных промышленных решений требуется передача данных без потерь.

Одним из направлений совершенствования радиотехнологий с целью их применения на производстве является разработка эффективных технологий защиты от статического электричества. Использование беспроводной сети с ячеистой топологией позволяет снизить задержку и время реконфигурации сети, а алгоритмов параллельной передачи — исключить потери пакетов. В сетях «умных» фабрик будущего беспроводные технологии будут использоваться достаточно широко, хотя основу, как и раньше, составят проводные решения.

За пределами локальной сети

Сети Промышленного интернета вещей по определению не могут быть ограничены периметром того или иного предприятия. Важное значение имеют взаимодействие с произведенным продуктом («вещью») на этапе его эксплуатации, а также доступ к облачным сервисам, которые могут быть реализованы в ЦОДах, разбросанных по всему миру. Поэтому территориально распределенная инфраструктура — ключевая характеристика Промышленного интернета.

Если говорить о беспроводных технологиях, на данный момент для подключения вещей к Интернету наиболее активно используются сети сотовой связи. Причем развитие последних в рамках организации 3GPP идет именно в направлении адаптации к потребностям IoT. В рамках разработки систем поколения 5G изменение структуры кадра позволит на порядок сократить задержку (по сравнению с системами LTE) — до 1 мс. Кроме того, специальные решения разрабатываются для низкоскоростного подключения большого числа устройств при увеличенной зоне покрытия.

Но, поскольку имеющиеся технологии сотовой связи создавались для обслуживания людей, а не вещей, они плохо адаптированы для IoT (высокая стоимость, проблемы с покрытием и пр.). Поэтому активно развиваются и альтернативные беспроводные технологии, в том числе для распределенных сетей с низким энергопотреблением (Low-power Wide-area Network, LPWAN), которые будут работать на частотах общего пользования.

Одна из технологий для LPWAN разработана французской компанией Sigfox, причем соответствующая сеть уже развернута по всей Франции — для чего, как утверждается, хватило 1200 базовых станций. В отличие от сетей GSM, решения на базе технологии Sigfox дешевле, потребляют гораздо меньше электроэнергии и работают на больших расстояниях.

Другой пример перспективной технологии для построения сетей LPWAN — LoRa, продвигаемая организацией LoRa Alliance. Радиус покрытия базовой станции LoRaWAN может достигать 90 км. В России развитием решений на базе LoRa и строительством соответствующей сети занимаются компании Starnet и Lace.

У нас в стране успешно развиваются сети LPWAN, построенные на основе российской же разработки — технологии «Стриж». Компания «Стриж» применяет свой собственный протокол, который, как утверждается, позволяет передавать данные на десятки километров, при этом используемые датчики способны работать в автономном режиме свыше 10 лет без замены элементов питания. Передача в сети «Стриж» происходит на частоте 868 МГц при мощности до 25 мВт. В данном частотном диапазоне на основании решений ГКРЧ разрешено свободное и бесплатное использование маломощных радиопередающих устройств. По данным компании, к сети «Стриж» уже подключено более 100 тыс. устройств, в основном это электросчетчики, счетчики воды и газа.

Некоторые беспроводные технологии для IoT

ЭВОЛЮЦИЯ АСУ ТП

Как устроены современные системы промышленной автоматизации? Их можно разделить на несколько уровней (см. рисунок). Непосредственно «в поле», например в цехе предприятия, располагаются различные сенсоры, датчики и приводы. Далее следует уровень контроля — например, программируемые логические контроллеры (ПЛК; англ. PLC), которые, собственно, собирают информацию с датчиков и управляют приводами. Уровень управления процессами формируют системы класса SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) и MES (Manufacturing Execution System). Наконец, на вершине пирамиды — системы планирования ресурсов предприятия (Enterprise Resource Planning, ERP), которые, как правило, работают на серверах, расположенных в корпоративных центрах обработки данных (ЦОДы).

Переход от классических АСУ ТП к Промышленному интернету вещей

Что изменится в этой структуре с реализацией концепции Industry 4.0? Нижний уровень (c датчиками, приводами и прочими исполнительными механизмами) сохранится, однако число устройств на этом уровне экспоненциально вырастет. Кроме того, что даже более важно, устройства этого уровня будут наделяться все большим интеллектом. Они станут частью киберфизических систем и будут способны автономно выполнять многие функции. Большинство же функций, которые в сегодняшних системах реализуются устройствами вышестоящих уровней, будут переноситься на высокопроизводительные серверы, которые будут располагаться в серверных кластерах, ЦОДах или облаках.

Технологии виртуализации — разделение реализуемых программным способом конкретных функций и оборудования, на котором они выполняются, — уже ставшие реальностью в мире ИТ, проникнут и в системы промышленной автоматизации. Преимущества новой структуры в том, что общее количество управляющих систем сократится, что упростит сам процесс управления. Кроме того, эффективность использования ресурсов повысится, а средств потребуется меньше.

Массовая реализация описанного выше подхода в системах промышленной автоматизации пока еще тормозится рядом нерешенных проблем. Большая их часть связана именно с сетевой инфраструктурой: низкой производительностью передачи данных, недостаточной надежностью, непредсказуемыми задержками между устройствами полевого уровня и обслуживающими их серверами. Однако на решение этих проблем брошены лучшие силы многих производителей, что внушает оптимизм.

ИНФРАСТРУКТУРА ДЛЯ IIOT

Как уже говорилось, количество подключенных устройств на «умных» фабриках будущего станет значительно больше, чем на современных производствах. Объемы собираемых данных также кардинально увеличатся. Поэтому необходимы технические решения, способные обеспечить подключение большого числа различных устройств просто и эффективно, при выполнении требований к производительности, безопасности и надежности. По мнению большинства экспертов, доминирующие в прошлом проприетарные шины уступят место универсальным сетям Ethernet. Для бесшовной связи как между элементами в рамках одного предприятия, так и с объектами «внешнего мира» будут использоваться стандартные интернет-протоколы, поэтому и говорят о Промышленном интернете.

Адаптация традиционных сетевых решений к требованиям Промышленного интернета идет по нескольким направлениям. Одна из тенденций — упрощение кабельной системы. Типовые системы Gigabit Ethernet задействуют все четыре пары проводников медножильной СКС. Однако уже разработан стандарт Ethernet (1000Base-T1) для передачи гигабитного трафика по одной витой паре — правда, с некоторыми ограничениями по расстоянию. Системы Fast Ethernet также могут работать по одной паре (100Base-T1), причем при стандартной дальности.

Другой важный момент, не зависящий от того, используется проводная или беспроводная связь, — это снижение размеров устройств и сокращение энергопотребления. Прогресс в области полупроводниковой техники позволяет производить все более компактные структуры, обеспечивать более высокую степень интеграции и сокращать энергопотребление. Так, системы Wi-Fi с низким потреблением могут использоваться для подключения небольших датчиков, получающих питание от встроенных аккумуляторных батарей. Радиотехнологий с низким энергопотреблением много, но использование Wi-Fi позволяет построить однородную сетевую инфраструктуру, в которой кадры Ethernet и протокол IP будут применяться «из конца в конец».

Для многих применений в промышленности необходима гарантированная задержка при передаче данных. Причем такие гарантии могут потребоваться не только при связи объектов в пределах производственной зоны или предприятия, но и при взаимодействии с объектами вне предприятия. В настоящее время существует ряд протоколов реального времени, которые способны обеспечить жесткие гарантии по задержке в сети Ethernet. Но ни один из этих протоколов не является стандартом Ethernet.

Для работы в режиме реального времени могут использоваться различные технологии — например, протокол Precision Time Protocol (PTP), который обеспечивает синхронизацию часов, встроенных в сетевые устройства. Этот протокол уже активно применяется во многих сетях. Организация IEEE постоянно работает над совершенствованием PTP, в 2020 году должен быть принят стандарт уже на третью версию этого протокола. Достижению стабильной низкой задержки способствуют также повышение пропускной способности каналов связи и применение алгоритмов приоритизации трафика внутри коммутаторов. Очевидно, что чем более широкая полоса пропускания доступна, тем ниже вероятность того, что коммутатор блокирует тот или иной пакет.

За стандарт на Ethernet реального времени в рамках комитета IEEE 802.1 отвечает группа Time Sensitive Networking (TSN). Ее задача — стандартизация детерминированного варианта Ethernet, столь необходимого для многих промышленных применений. Вкратце технический концепт TSN можно изложить следующим образом:

  • Протокол резервирования пропускной способности отвечает за выделение необходимых ресурсов в сети.
  • Формирователи ресурсов Time-Aware Shaper внутри коммутаторов используют предопределенные временные слоты для контроля потока пакетов, который необходимо передавать в реальном времени.
  • Технология превентивного вытеснения (Frame Preemption) низкоприоритетных потоков обеспечивает гарантированную передачу пакетов с высоким приоритетом без задержек.

Работа над первыми стандартами TSN должна быть завершена в 2020 году.

С увеличением числа подключенных к сети устройств и повышением значимости ее бесперебойной работы кардинально меняются требования к ее администрированию и эксплуатации. До сих пор огромный объем связанных с сетями работ выполняется вручную. Проектирование сети, инсталляция оборудования, его конфигурирование, тестирование, мониторинг работы, техническое обслуживание, поиск и устранение неисправностей — все это требует огромных человеческих и финансовых ресурсов. В будущих сетях IoT доля ручного труда должна существенно сократиться. Это необходимо, в частности, потому, что при увеличении числа подключенных устройств в сотни и тысячи раз станет физически невозможно, например, настраивать каждое отдельное устройство.

Средства автоматического конфигурирования сетевого оборудования, управления сетью и пр. активно развиваются. Они не только экономят время и ресурсы, но и позволяют существенно снизить вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором. Однако работы здесь еще непочатый край.

Ограниченный объем статьи не позволяет подробно рассмотреть все аспекты, связанные с развитием технологий для инфраструктуры Промышленного интернета. Отмечу, что ключевое значение имеют вопросы обеспечения безопасности таких решений. Отказоустойчивость сетей — также чрезвычайно важный аспект. Жесткие условия эксплуатации повышают вероятность повреждения тех или иных элементов сетевых структур, при этом последствия простоя промышленной сети могут иметь огромный негативный эффект. В некоторых случаях такой простой вообще недопустим, потому что может привести к катастрофам и массовой гибели людей. На данный момент существует немало механизмов, обеспечивающих горячее резервирование сетевых элементов и гарантирующих продолжение работы даже в случае повреждения части узлов и каналов связи. Такие механизмы активно развиваются и должны обязательно использоваться в промышленных сетях.

БЫЛИ БЫ ДЕНЬГИ…

На какой стадии своего развития сегодня находится Промышленный интернет вещей? Безусловно, он уже существует в той или иной мере — в виде систем автоматизации производства. На многих предприятиях множество устройств подключены к сетям промышленных зон, взаимодействие между вещами осуществляется и на дальних расстояниях. Но это только начало. Как уже говорилось, с увеличением количества подключенных устройств, реализацией киберфизических систем Промышленный интернет вещей выйдет на новый уровень

Что касается инфраструктурных решений, многие технологии для надежного и эффективного взаимодействия промышленных «вещей» также уже существуют. Однако немало и пробелов, которые необходимо восполнить. Насколько быстро и продуктивно будут решены эти задачи, во многом зависит от финансовых средств, которые будут направлены на эти цели. А объемы финансирования, в свою очередь, будут определяться теми экономическими преимуществами, которые даст широкомасштабное развертывание Промышленного интернета. Но это уже тема для отдельного разговора.

Александр Барсков, ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN»

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Насколько российские разработчики промышленного интернета отстают от зарубежных и как им помочь

Из чего состоит промышленный интернет

В распоряжении CNews оказался проект дорожной карты по развитию технологий промышленного интернета. Документ подготовлен «Национальным центром информатизации» (НЦИ, «дочка» «Ростеха») в рамках реализации мероприятий федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации».

В документе промышленный интернет разделен на четыре уровня. Операционный уровень отвечает за операционные технологии, оснащенные контроллерами сбора данных и управления объектами и устройствами реального мира, используемыми в промышленном производстве. Также частями данного уровня являются локальные вычислительные ресурсы, промышленные компьютеры EDGE, взаимоувязанные вычислительные ресурсы на уровне ОС (FOG) и локальные средства связи.

На коммуникационном уровне осуществляется подключение локальных средств связи с глобальными сетями для организации передачи данных в информационные системы и приложения управления объектами.

На уровне промышленных платформ различные информационные системы образуют цифровые платформы анализа и управления. Примерами могут служить управление объектами, анализ данных и предиктивная аналитика состояния объектов, приложения управления жизненным циклом производства продукции, системы управления бизнесом, финансовые системы, цифровые модели, тени и двойники и системы позиционирования персонала.

Четвертый уровень – это аппаратное обеспечение цифровых платформ. Он включает в себя серверное оборудование для физического хранения и операций с данными и электронно-компонентную базу.

Уровни технологической готовности

Для оценки готовности технологических компонентов промышленного интернета используются уровни от 1 до 9. Первый, начальный уровень означает, что для технологии лишь выявлены и опубликованы фундаментальные принципы. Второй уровень предполагает, что для технологии сформулированы технологическая концепция и возможные применения концепций для перспективных объектов.

На третьем уровне готовности для технологии даны аналитические и экспериментальные подтверждения по важнейшим функциональным возможностям или характеристикам выбранной концепции. На четвертом уровне у технологии компоненты или макеты проверены в лабораторных условиях.

На пятом уровне компоненты или макеты подсистем верифицированы в условиях, близких к реальным. Шестой уровень предполагает, что у технологии модель или прототип системы/подсистемы продемонстрированы в условиях, близких к реальным. На седьмом уровне прототип системы прошел демонстрацию в эксплуатационных условиях.

На восьмом уровне создана штатная система, которая освидетельствована посредством испытаний и демонстраций. Наконец, на девятом уровне продемонстрирована работа системы в условиях реальной эксплуатации и технология подготовлена к серийному производству.

Субтехнологии промышленного интернета: сенсорное оборудование и сети связи

Авторы документа подразделяют промышленный интернет на пять субтехнологий: сенсорное оборудование, сети связи, платформы промышленного интернета, вычислительная техника для функционирования платформ интернета вещей и средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия.

В субтехнологию «Сенсорное оборудование» входят электронные устройства, автоматически, без участия или с минимальным участием человека генерирующие и передающие в системы телеметрии и телеуправления данные, и исполняющие команды этих систем. Они состоят из датчиков производственного оборудования и процессов, бионических датчиков, датчиков мониторинга готовой продукции.

Мировой рынок сенсорного оборудования составил в 2020 г. $16 млрд, в 2023 г. он вырастет до $21,6 млрд. Российский рынок в 2020 г. составит 20 млн устройств, к 2024 г. их число увеличится до 30–110 млн в зависимости от сценария развития.

Российские разработки в части сенсорного уровня находятся на пятом уровне готовности, который означает, что компоненты или макеты подсистем верифицированы в условиях, близких к реальным. Мировые технологии находятся на девятом уровне.

В России в данной сфере используются иностранные технологии, например, сенсорные системы Siemens (у компании есть опыт успешного взаимодействия с РЖД) и датчики производственного процесса и мониторинга готового оборудования Bosch.

Сравнение стадии готовности отечественных и зарубежных решений для каждого элемента технологической карты промышленного интернета

Субтехнология Технологическая компонента Отечественное решение Зарубежное решение Стадия ГОТОВНОсти (от 1 до 9)
Сенсорное оборудование Датчики производственного оборудования и процессов Датчик газа 331 «Промышленная группа «Метран», Датчик температуры Кл1-1 НПК «РЭЛСИБ», Датчик давления dnip 331 «БД Сенсорс Рус», Датчик влажности и температуры ПВТ100 «Овен» Датчик газаHoneywell Sensingand ControlGMS10RVS,Датчиктемпературы BoschEurostar,Датчик давленияSiemens QBE,Индустриальныйдатчик Bosch CISS 5/9
Бионические датчики Нет массовых решений или разработки отсутствуют МАХ30101 High-Sensitivity Pulse Oximeter and Heart-Rate Sensor. MAX30205 Human Body Temperature Sensor, Бионические датчики Open Bionics -/9
Датчики мониторинга готовой продукции Счетчик импульсов СИ1 Р3Щ НПК «Теко» Датчик BosсhAMELI 4,0,Счетчик импульсовGespasa MGI-400 4/9
Аппаратное обеспечение датчиков производственного оборудования и процессов: комплексы разработки. прототипирования электроники/MEMS и средства тестирования для фабов. например. TSMC, UMC Продукция ПКК «Митандр», Продукция НПЦ «ЭЛВИС» (ограниченный ассортимент) Контроллер Siemens Synco 700. Контратер Bosch Rexroth EW4S00. Контроллер Siemens RVD Sigmagir 3/9
Аппаратное обеспечение бионических датчиков: комплексы разработки. прототнпнровдния электроники/MEMS и средства тестирования для фабов. Например, TSMC, UMC Нет массовых решений или разработки отсутствуют Контроллер Siemens Synco 700. Контратер Bosch Rexroth EW4S00. Контроллер Siemens RVD Sigmagir -/9
Аппаратное обеспечение датчиков мониторинга готовой продукции: комплексы разработки. прототнпнровднн я электроники/MEMS и средства тестирования для фабов. например. TSMC, UMC RFID метки «Микрон», RFID-метки «РСТ-Инвент» Контроллер Siemens Synco 700. Контратер Bosch Rexroth EW4S00. Контроллер Siemens RVD Sigmagir 3/9
Цифровая платформа для датчиков производственного оборудования и процессов: программное обеспечение для проектирования электронных систем (Cadence. Synopsys. Altium Ansys) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altium. Ansys -/9
Цифровая платформа для бионических датчиков: программное обеспечение для проектирования электронных систем (Cadence. Synopsys. Altium. Ansys) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altium. Ansys -/9
Цифровая платформа для датчиков готовой продукции: программное обеспечение для проектирования электронных систем (Cadence. Synopsys. Altium Ansys) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altium. Ansys -/9
Сети связи Модемы беспроводные, модемы проводные ICBcom PM-485-C AN-01 «АйСиБиКом», TELEOFIS RX102-R4 «Телеофис» Cisco Aironet серин 1570, GE MDS Intrepid & Intrepid Ultra. DOLPHIN HCP DOO 5/9
Протоколы, проводные и беспроводные стандарты связи XNB Стриж «СРТ» NB-IoT (13 Rei). Zigbee. Решения на базе 802,3 (Ethernet), 802,11, MQTT RS485/232, Проприетарные 3/9
Комплексы разработки, прототипирования систем радиосвязи и средства тестирования Нет массовых решений или разработки отсутствуют National Instruments, оборудование SMT -/9
Программная платформа для моделирования (Matlab. Octave. LabView, National Instruments. Cadence. Synopsys, Ansys) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Matlab, Octave. LabView, National Instruments. Cadence. Synopsys, Ansys. -/9
Платформы промышленного интернета СУБД промышленного назначения Postgres Pro «Постгрес Профессиональный», «Линтер Бастион» «Линтер» Oracle Database (Oracle), Microsoft SQL Server (Microsoft), PostgreSQL (PostgreSQL) 8/9
Системы аналитики (предиктивной) Loginom «Аналитические Технологии». Eglitec Системы машинного обучения и прогнозирования «СМОП» SAP BusinessObjects Predictive Analysis (SAP), SAS Rapid Predictive Modeler (SAS Institute), IBM Predictive Insights (IBM) 7/9
Программные системы хранения данных (Озеро данных) AERODISK vAIR «Аеро Диск» DELL EMC (DELL), IBM System Storage (IBM), HPE StoreVntual (HP) 7/9
Системы искусственного интеллекта промышленного назначения Нет массовых решений или разработки отсутствуют AWS IoT (Amazon.com, Inc.), НРB Industrial IoT (НР) -/ 9
Цифровые модели, тени и двойники Нет массовых решений или разработки отсутствуют Autodesk Product Design & Manufacturing Collection (Autodesk), Azure Digital Twins (Microsoft) -/ 9
Накопители на базе HDD/SSD, магнитных лент Нет массовых решений или разработки отсутствуют Профессиональное оборудование производства и сборки от Toshiba. ASML, Hitachi и др -/9
Цифровая платформа СУБД промышленного интернета: программные среды разработки ПО (встраиваемого ПО) на базе языков C/C++/ASM/Java/ PL/SQL и др. Нет массовых решений или разработки отсутствуют Visual Studio (Microsoft), NetBeans (NetBeans Community), IntelliJ IDEA (JetBrains) -/9
Цифровая платформа системы аналитики: программные среды разработки ПО (встраиваемого ПО) на базе языков C/C++/ASM/Java/ PL SQL JS РНР/Реrl и др. Нет массовых решений или разработки отсутствуют Visual Studio (Microsoft), NetBeans (NetBeans Community), IntelliJ IDEA (JetBrains) -/9
Программные среды разработки ПО, электроники н механики Нет массовых решений или разработки отсутствуют Visual Studio (Microsoft), NetBeans (NetBeans Community), IntelliJ IDEA (JetBrains) -/9
Цифровая платформа программных систем хрпанения данных: программные среды разработки ПО (встраиваемого ПО) на базе языков C/C++/ASM/Java/ PL SQL JS РНР/Реrl и др. В случае встраиваемых систем — SoC Нет массовых решений или разработки отсутствуют Visual Studio (Microsoft), NetBeans (NetBeans Community), IntelliJ IDEA (JetBrains) -/9
Система искусственного интеллекта промышленного интернета: программные среды разработки ПО (встраиваемого ПО) на базе языков C/C++/ASM/Java/ PLSQLJSPHP/Perl и др. Нет массовых решений или разработки отсутствуют Visual Studio (Microsoft), NetBeans (NetBeans Community), IntelliJ IDEA (JetBrains) -/9
Вычислительная техника для функционирования платформ IIoT Серверное оборудование ДЕПО «ДЕПО Электроникс»,СХД Булат «БУЛАТ» HP ProLiant DL (НР),Dell PowerEdge (Dell),Huawei FusionServer(Huawei) 3/9
Электронно-компонентная база «Эльбрус» МЦСТ; «Байкал», «Байкал Электроникс» Intel Core (Intel), AMD Ryzen (AMD), VIA KX (VIA Technologies) 3/9
Память (ПЗУ),блейды, стойки,блоки питания,сетевыеинтерфейсы,кабели Нет массовых решений или разработки отсутствуют Transcend. Kingston, Seagate 3/9
Аппаратное обеспечение электронно-компонентной базы: комплексыразработки,прототипированияэлектроники/MEMS, включаямикроконтроллеры, сигнальные процессоры,пассивная ЭКБ, идругиеполупроводниковые приборы, средстватестирования дляфабов, например,TSMC, UMC Нет массовых решений или разработки отсутствуют IDE фирм Keil, Intel, STM, Microchip, ARM 3/9
Цифровая платформа серверного обоурдования: программное обеспечение для проектирования электронных, электрических н механических систем (Cadence. Synopsys. Altium. Ansys. Autodesk. Siemens и др.) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altium. Ansys. Autodesk. Siemens -/9
Цифровая платформа электронно-компонентной базы: программное обеспечение для проектирования электронных систем (Cadence. Synopsys. Altmm. Ansys. microchip. STM и др.) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altium. Ansys. Microchip. STM -/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Дисплейные технологии БТ-22w-рез-EM «Билтех Груп»,Импульс-5K10, «МЭЛТ» JYG-102476806G(R)-VA, DNA-17-W «Ниеншанц-Автоматика». LG Electronics MS75AMBB,Sharp PN-V601A,WinMate CommunicationR23L100-CHS1,ADVANTECH FPM-7181W-P3AE, LG Electronics 86TR3E 2/9
Системы поддержки принятия решений (аналитические системы) Встроенные модули платформ Winnum «Сигнум», «Ротек», «Ротек». «Диспетчер», «Цифра» SАР, IBM, Cisco 2/9
Дисплейные контроллеры (процессоры), драйверы Отсутствует или НИР, или ОКР Texas Instruments LM3916N-1/NOPB, NXP SAA1064T/N2, Microchip TC7129CPL -/9
Программные среды разработки (Cadence, Synopsys. Altnmi. Ansys. ArtiosCAD. Zemax и др.) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Cadence. Synopsys, Altitun, Ansys. ArtiosCAD, Zenxax -/9
Программные среды разработки ПО (встраиваемого ПО) на базе языков C/C++/ASM/Java/ PL SQL, JS PHP/Perl и др.) Нет массовых решений или разработки отсутствуют Microsoft Visual Studio (NET). Oracle. SAP и др. -/9
Каждый электрик должен знать:  Прокладка открытой электропроводки по потолку - опасно ли это

Перспективными российскими разработками в данной сфере являются сенсоры вибраций, давления, газоаналитики, температуры, радиации и влажности широкого ассортимента, создаваемые холдинг «Российская электроника» (входит в «Ростех»).

Субтехнология «Сети связи» представляет собой совокупность линий связи, коммутационных станций, конечных устройств, обеспечивающая передачу и распределение сообщений. Субтехнология состоит из проводных и беспроводных модемов, протоколов, проводных и беспроводных стандартов связи.

Объем мирового рынка оборудования для сетей связи в $2020 г. составил $47 млрд, к 2023 г. он вырастет до $63 млрд. В России к 2024 г. сети пятого поколения сотовой связи покроют от 60% до 80% территории, на них будут приходиться от 10% до 40% всех подключений. Российские разработки в области сетей связи находятся на пятом уровне готовности, мировые – на девятом.

На российском рынке доминируют зарубежные разработки, например, беспроводные модемы от Cisco, TI, Qualcomm, Huawei, Mediatek и др. Перспективными российскими разработками являются решения от «Российской электроники»: микросхемы и электронные приборы для обеспечения связи по беспроводным и проводным каналам, и проприетарные протоколы, основанные преимущественно на зарубежных стандартах.

Платформы промышленного интернета и вычислительная техника для них

Субтехнология «Платформа промышленного интернета» является цифровой платформой, которая обеспечивает централизованный сбор, хранение, передачу и обработку данных, а также предоставление таких данных пользователям или приложениям в соответствии со стандартизованными программными интерфейсами (API). Платформа может быть использована для создания широкой линейки сервисов и приложений в сфере промышленного интернета.

Субтехнология «Платформа промышленного интернета» состоит из СУБД (системы управления базами данных) промышленного назначения, систем аналитики (предиктивной), программных систем хранения данных (Озеро данных), системы искусственного интеллекта промышленного назначения, цифровых мдоелей, тени и двойников.

Объем мирового рынка в данной сфере в 2020 г. составил $,2,6 млрд, к 2023 г. он вырастет до $13,8 млрд. На российском рынке в 2020 г. будет 2 тыс. цифровых платформ, в 2024 г. их число будет составлять от 5,5 тыс. до 7,6 тыс. На российском рынке популярны иностранные разработки: облачные платформы ThingWorx, Qburst и SAP Leonardo IoT.

Российские технологии для «Платформы промышленного интернета» находятся на седьмом-восьмом уровне готовности. Мировые технологии находятся на девятом уровне готовности.

Перспективными российскими разработками являются программно-аппаратные комплексы систем диагностики роторного оборудования (разработка «Крок»), Winnum – платформа для мониторинга и диагностики изделий («Сигнум»), система мониторинга производства АИС «Диспетчер» (ГК «Цифра»), информационно-аналитическая платформа «РТК-Энергоменеджмент БО» («РТК-Энергобаланс», «дочка» «Ростелекома») и платформа InOne HeadPoint для подключения цифровых датчиков («Хед Пойнт»).

Субтехнология «Вычислительная техника для функционирования платформ интернета» представляет собой совокупность технических средств, используемых для автоматизации процессов вычислений и обработки информации в промышленности. Состоит из серверного оборудования и электронно-компонентной базы.

Мировой рынок в данной сфере оценивался в 2020 г. в $3,3 млрд, к 2022 г. он вырастет до $4,7–15 млрд. В России серверное оборудование для поддержания функционирования промышленных платформ в 2020 г. будет состоять из 9 тыс. единиц, к 2024 г. его количество будет варьироваться от 16,5 тыс. до 22,8 тыс.

Перечень отечественных и зарубежных решений, соответствующих выявленным потребностям компаний и организаций

Субтехнология Рынок Потребность отечественных компаний и организаций Отечественное решение Зарубежное решение Уровень развития (от 1 до 9)
Сенсорное оборудование Сельское, лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Нательные сенсорные системы для крупного рогатого скота Нательные сенсорные системы, Ovi-bovi «Распределенные сенсорные системы»; МуМонитор, Торговый дом «Агросила»; Мониторинг КРС, «ИОТсфера», AfLMilk AfuMilk, Израиль Cowlar Cowlar, США; Moocall HEAT Moocall, Ирландия 5/9
Сенсорное оборудование Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Автономные сенсорные системы для мониторинга химического и микробиологического состава почв РПЛ-2 Ранцевая почвенная лаборатория, НИН «Эконика»; ExactFarming, «Точное землепользование»; Автономные сенсорные системы НУТРИ-СТАТ, «АгроПлюс», Scanntronik Mugrauer Chnbh, Германия; Agrocares Nutrient Scanner, Agrocares, Голландия; Sentek Multi, Sentek, Австралия 5/9
Сенсорное оборудование Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Биохимические сенсоры микроскопического размера Нет массовых решений или разработки отсутствуют, PlaniSens, Серия LP-2, LP-3 PlaniSems, Германия; Bio-Rad Laboratories, США; TekScan, США -/9
Сенсорное оборудование Обрабатывающие производства Микроскопические (до 100 мкм) датчики влажности НСН-1000, «Сенсорика», HCH-1000-001, Honeywell, США; CHIPCAD-D, GE, США; SMRT-YI, RainBird, США 5/9
Сенсорное оборудование Обрабатывающие производства Высокочувствительные и недорогие инерциальные сенсоры Инерциальные сенсоры, «Совтест АТЕ»; Инерциальные сенсоры, «РАМЭМС»; Инерциальные сенсоры, «Датчики и системы», Freescale Semiconductor, США NXP Semiconductors NV, Голландия; Analog Devices, США 5/9
Сенсорное оборудование Добыча полезных ископаемых Недорогие инерциальные сенсоры небольшого размера Нет массовых решений или разработки отсутствуют, iSeasors, Analog Device, США; Сенсоры Bosch, Германия; Сенсоры Siemens, Германия -/9
Сенсорное оборудование Добыча полезных ископаемых Печатные сенсоры Печатные сенсоры, «Остек»; Печатные сенсоры, «Институт физики полупроводников им, А,В, Ржанова»; Печатные сенсоры, АФК «Система», Printed Electronics Arena, Швеция; Samsung Electronics, Южная Корея; Agfa, Бельгия 5/9
Сенсорное оборудование Транспорт и хранение Сенсорных системы для авиации и транспорта, широкой номенклатуры Сенсоры для транспорта «КамАЗ»; Сенсоры «РедСистемс»; Сенсоры «Камов», Honeywell, США; РСВ Piezotronics, Inc,, США; Jewell Instruments, США 5/9
Сенсорное оборудование Обеспечение электрической энергией, газом и паром Биочувствительные сенсорные системы для контроля биологических загрязнителей в воздухе и воде Нет массовых решений или разработки отсутствуют, Газовый сенсор, Honeywell, США; Сенсор СО2 Sensirion AG, Германия; Газовый сенсор, Amphenol, США -/9
Сенсорное оборудование Обеспечение электрической энергией, газом и паром Высокочувствительные сенсорные системы для контроля вибраций и оценки износа движущихся элементов (турбины и др.) Высокочувствительные сенсоры для контроля вибраций «ВиброСпектр»; Высокочувствительные сенсоры для контроля вибраций «Компания ОКТАВА+»; Высокочувствительные сенсоры для контроля вибраций HI 111 «Пьезоэлектрик», КВ Piezotronics, Inc, США; Adash, Чехия; Jewell Instruments, США 5/9
Сети связи Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Модемы, чипы, системы связи низкого энергопотребления и широкого радиуса действия (LPWAN) Системы связи низкого потребления, «СРТ»; Waviot, «Телематические решения»; Модемы и чипы, «Радиозавод им. А.С. Попова» (РЕЛЕРО) NB-IoT, Huawei, Китай; Линейка LoRa HOPERP, Китай; Линейка LoRa Senitech, США, 5/5
Сети связи Обрабатывающие производства Модемы, чипы, системы связи устойчивые к электромагнитным помехам и наводкам, включая проводные (Ethernet-based) Оборудование связи НИИ «Масштаб»; Линейка «Индустриальный Интернет» «Радиозавод им. А.С. Попова» (РЕЛЕРО); Оборудование связи НП «Полигон», Mission Critical Networks, Ericsson, Швеция YLVerkot, Финляндия; Rollili, Голландия, 5/9
Сети связи Обрабатывающие производства Протоколы маршрутизации для динамических самоорганизующихся сетей Протоколы маршрутизации НИИ «Масштаб»; Протоколы маршрутизации НП «Полигон»; Протоколы маршрутизации «Радиозавод им. А.С.Попова» (РЕЛЕРО), YLVerkot, Финляндия; Intel, США; Cellwize, Израиль 5/9
Сети связи Обрабатывающие производства Системы связи со сверхмалыми задержками,модемы, чипы для соответствующих систем Модемы и чипы, «Радиозавод им. А.С.Попова» (РЕЛЕРО); Системы связи со сверхмалыми задержками, «Радиогигабит», Qualcomm, США;Huawei, Китай УГТ5/9
Сети связи Добыча полезных ископаемых Системы связи низкого энергопотребления и широкого радиуса действия(LPWAN) и короткого радиуса действия и высокой скорости передачи данных. Модемы,чипы для соответствующих систем Системы связи низкого энергопотребления «Мегафон»; Waviot, «Телематические решения»; Модемы и чипы, «Радиозавод им. А.С.Попова» (РЕЛЕРО) Behrtech, Канада; Longview, США; Ellenex, Австралия 5/9
Сети связи Транспорт и хранение Гетерогенные шлюзы Гетерогенные шлюзы «Т8»;Гетерогенные шлюзы «Протей»;Гетерогенные шлюзы «Ниеншанц-Автоматика» Гетерогенные шлюзы Cisco, США;Гетерогенные шлюзы Juniper,США;Гетерогенные шлюзы Novotek,Швеция 5/9
Сети связи Транспорт и хранение Системы связи широкого радиуса и малого радиуса действия. Модемы, чипы для соответствующих систем Системы связи, «Радио Гигабит» Intel, США; Ericsson, Швеция; Bosch, Германия, 5/9
Сети связи жкх Системы связи низкого энергопотребления малого радиуса действия Модемы, Чипы для соответствующих систем Модемы и чипы, РТЛС; Модемы и чипы, ПАО «Микрон» Qualcomm, США; Intel, США; , Wirepas, Финляндия, 5/9
Сети связи жкх Протоколы маршрутизации для самоорганизующихся сетей Протоколы маршрутизации, НП «Полигон»; Протоколы маршрутизации, НИИ «Масштаб»; Протоколы маршрутизации, «Радиозавод им. А.С. Попова» (РЕЛЕРО) YLVerkot, Финляндия; , Intel, США; Wirepas, Финляндия, 5/9
Сети связи Обеспечение электрической энергией, газом и паром Протоколы маршрутизации для самоорганизующихся сетей Протоколы маршрутизации, НИИ «Масштаб»; Протоколы маршрутизации, НП «Полигон»; Протоколы маршрутизации, «Радиозавод им. А.С. Попова» (РЕЛЕРО) Honeywell, США; Intel, США; Wirepas, Финляндия 5/9
Сети связи Обеспечение электрической энергией, газом и паром Системы связи низкого энергопотребления и широкого радиуса действия (LPWAN). Модемы, чипы для соответствующих систем Waviot, «Телематические решения»; Системы связи низкого энергопотребления, СРТ; Системы связи низкого энергопотребления, «Мегафон» U-blox, Швейцария; Mediatek, Тайвань; Ericsson, Швеция 5/9
Сети связи Обеспечение электрической энергией, газом и паром Гетерогенные шлюзы Гетерогенные шлюзы, «Протей» Гетерогенные шлюзы, «Т8»; Гетерогенные шлюзы, «Моха» Cisco, США; Juniper, США; Novotek, Швеция 5/9
Платформы промышленного интернета Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Системы учета биоресурсов Система учета биоресурсов, «Софтлайн»; Система учета биоресурсов, «Спутниковые Системы Мониторинга» Connected Agriculture, Bosch, Германия; TheThings,io, Испания; Envira IoT, Испания 5/9
Платформы промышленного интернета Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Системы автоматизированного мониторинга биоресурсов в режиме реального времени Система мониторинга бноресурсов в режиме реального времени, «Софтлайн»; Система мониторинга биоресурсов в режиме реального времени, «Спутниковые Системы Мониторинга» Connected Agriculture, Bosch, Германия; ThingWorx, PTC, США; Envira IoT, Испания 7-8/9
Платформы промышленного интернета Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Системы сбора данных на основе беспилотных летательных аппаратов (BILIA) Система сбора с БПЛА, «Геоскан»; Система сбора с БПЛА, «Автономные аэрокосмические системы»; Система сбора с БПЛА, «ЗАЛА Аэро Групп» Multirotor, Германия; , My Drone Semes, Филиппины; Phoenix Drone Senices, США 7-8/9
Платформы промышленного интернета Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Системы автоматизированного анализа состояния почв и подбора удобрений Система анализа почв, «Спутниковые Системы Мониторинга»; Система анализа почв, «Геомир», Teinboo, США; Sigfox, Франция; AgroPad, IBM, США 7-8/9
Платформы промышленного интернета Обрабатывающие производства Системы прогноза потребления сырья АИС «Диспетчер», ГК «Цифра»; Система прогноза потребления сырья, «Борлас»; Система прогноза потребления сырья, «Бамомас», ГБ1, ThingWorx, РТС, США; Digital Enterprise, Siemens, Германия; WorkerBase, Германия 7-8/9
Платформы промышленного интернета Обрабатывающие производства Системы анализа руды, прогнозирования объемов готовой продукции АСУ ГТК «Карьер», «ВИСТ Групп», ГК «Цифра»; Система прогноза объемов готовой продукции, «Русэлпром»; Система прогноза объемов готовой продукции, НПФ «Ракурс» Minalytix, Канада; SAP Mining, SAP, Германия; ABB, Швейцария 7-8/9
Платформы промышленного интернета Добыча полезных ископаемых Системы машинного обучения для управления буровой установкой (добыча нефти и газа) Автоматизированная система управления буровыми работами VG Drill, «ВИСТ Групп», ГК «Цифра»; Автоматизированная система управления буровыми работами, «Уралмаш НГО Холдинг»; Автоматизированная система управления буровыми работами, «Урало-Сибирская Промышленная Компания» Kongsberg Digital, Норвегия; Ability, ABB, Швейцария; Bosch Rexroth, Германня 7-8/9
Платформы промышленного интернета Транспорт и хранение Системы автоматизированного анализа непроизводительных логистических затрат Система анализа логистических затрат, «Цифровая логистика»; Система анализа логистических затрат, «Умная Логистика»; Система анализа логистических затрат, «Контубер» Digital Logistics, Siemens, Германия; Lufthansa Cargo, Германия; Shipa, ОАЭ 7-8/9
Платформы промышленного интернета ЖКХ Системы адаптивного управления зданиями — «умный дом» Умный дом, «Умный дом СенсХоум» Умный дом, «Ириднум Мобайл»; Умный дом, МГТС Schneider Electric, Франция; Ноnеу, Athoin, Голландня; Cozify, Финляндия 7-8/9
Платформы промышленного интернета Обеспечение электрической энергией, газом и паром Программные платформы управления распределенной энергетикой КОТМИ-Росэл («Российская Электроника»); , «УПлатформа», РТСофт; КТПС-ПН, «Московский завод «Физприбор», Fortum, Финляндия; Small Energy, Honeywell, США; Thing Worx, PTC, США 7-8/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Портативные вычислительные системы Портативные вычислительные системы, «Руднев-Шнляев»; ICP21U «АйПиСи2Ю»; FrontMan, «Ниеншанц-Автоматика», Tangent, США; ICP, Германия; ICP-DAS, Германия 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Сельское лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Микроконтроллеры низкого электропотребления Микроконтроллеры, «Микрон»; Микроконтроллеры, «Российская Электроника» Kontron, Германия; Intel, США; AMD, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Обрабатывающие производства Распределенные вычислительные системы iRobo Server, «АйПиСи2Ю»; Распределенные вычислительные системы, «ДЕПО Электроникс»; Распределенные вычислительные системы, «Открытые Технологии» ICP, Германия; TX Series, ШМ; МЕС Platform, Cisco, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Обрабатывающие производства Высокопроизводительные вычислительные системы повышенной надежности Высокопроизводительные вычислительные системы, «ДЕПО Электроникс»; «Ангара» ЕС1740,000Х, НИЦЭВТ; Высокопроизводительные вычислительные системы, «Открытые Технологии» ICP, Германия; НРС, Intel, США; НРЕ, HP, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Добыча полезных ископаемых Высокопроизводительные вычислительные системы повышенной надежности Модульный ЦОД «РосЭнергоИнжиниринг»; Высокопроизводительные вычислительные системы, «ДЕПО Электроникс»; Высокопроизводительные вычислительные системы, «Открытые Технологии» ICP, Германия, НРС, Intel, США; MDX Platform, Siemens, Германия 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Добыча полезных ископаемых Автономные, модульные центры обработки данных Модульный ЦОД, ЗАО «РосЭнергоИнжиниринг»; , Модульный центр обработки данных, «ГРИН ЭмДиСи»; Модульный центр обработки данных, «Софтлайн» ICP, Германия; Delta Power Solutions, Тайвань; IBM, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Транспорт и хранение Автономные, модульные центры обработки данных Модульный ЦОД, ЗАО «РосЭнергоИнжиниринг»; Модульный ЦОД, «ГРИН ЭмДиСи»; Модульный ЦОД, «Софтлайн» ICP, Германия; Delta Power Solutions, Тайвань; IBM, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО ЖКХ Интегрированные вычислительные системы с резервированием «Ангара» ЕС1740,000х, НИЦЭВТ; Интегрированные вычислительные системы с резервированием, «ДЕПО Электроникс»; Интегрированные вычислительные системы с резервированием, «ИБО ПЛАТФОРМИКС» ICP, Германия; Cisco HyperFlex, США; НРС, Intel, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Обеспечение электрической энергией, газом и паром Автономные, модульные центры обработки данных Модульный ЦОД, «РосЭнергоИнжниринг»; Автономный ЦОД, «Софтлайн»; Автономный ЦОД, «ГРИН ЭмДиСи», ICP, Германия; ШМ, США; Delta Power Solutions, Тайвань 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Обеспечение электрической энергией, газом и паром Высокопронзводительные, кластерные вычислительные системы высокой надежности Кластерные вычислительные системы, «Открытые Технологии»; Кластерные вычислительные системы, НИЦЭВТ; Кластерные вычислительные системы, «ГРИН ЭмДиСи» НРС, Intel, США; Delta Power Solutions, Тайвань; ШМ, США 3/9
Вычислительная техника для функционирования платформ ПО Обеспечение электрической энергией, газом и паром Интегрированные вычислительные системы Интегрированные вычислительные системы, «Московский завод «Физприбор»; Интегрированные вычислительные системы, «РосЭнергоИнжниринг»; Интегрированные вычислительные системы, «Открытые Технологии», Small Energy, Honeywell, США; Bosch Rexroth, Германня; ШМ, США 3/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Сельское, лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Влагопылезащищенные экраны, клавиатуры БТ-19-ПЗ, «БИЛТЕХ ГРУП»; 5,1,1,2, TKG-0S3b-TB38-MGEH-USB-US,CYR (KG1S207-NA), «Ниеншанц-Автоматика»); DNA-17-TR-W-R20, «Ниеншанц-Автоматика»), WTD-22, Wincomm Corporation, Тайвань; , W32L300-65A3/GS, WinMate Communication, Тайвань; TXG-107-TOUCH-IP68-WHITE-USB-US/CYR (KG22307), InduKey, Германия 3/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Сельское, лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводство Системы представления информации на основе дополненной реальности Нет массовых решений или разработки отсутствуют, Scope AR professional services, США -/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Обрабатывающие производства Дисплеи и системы ввода данных в промышленном исполнении DNA-17-W, «Ниеншанц-Автоматика»); Орион МКМ, «Компания СМД»; JYG-102476806G(R)-VA, МЭЛТ PowerVue VarTech Systems, США; FPM-3121G Advantech, Тайвань; RI5L600-65СЗ, WinMate Communication Тайвань, 2/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Обрабатывающие производства Системы представления информации на основе дополненной реальности Нет массовых решений или разработки отсутствуют Scope AR professional services, США, -/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Добыча полезных ископаемых Дисплеи и системы ввода данных в промышленном исполнении DNA-17-W,«Ниеншанц-Автоматика»; Дисплеи промышленные, «Компания СМ3»; JYG- 102476806G(R)-VA, «МЭЛТ», PowerVue VarTech Systems, США; FPM-3121G Advantech, Тайвань; R15L600-65C3, WinMate Communication Тайвань 2/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Добыча полезных ископаемызх Системы представления информации на основе дополненной реальности Нет массовых решений или разработки отсутствуют Scope AR professional seivices, США -/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Транспорт и хранение Системы представления информации на основе дополненной реальности Нет массовых решений или разработки отсутствуют Scope AR professional services, США; AIRBUS ACE trainer, Франция; Boeing trainer, США -/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия ЖКХ Влагопылезащищенные экраны, клавиатуры БТ-19-ПЗ, «БИЛТЕХ ГРУП»; 5,5,1,2, TKG-0S3b-MGEH-PS/2-US/CYR, «Ниеншанц-Автоматика»; DNA-17-TR-W-R20, «Ниеншанц-Автоматика» WTD-22, Wincomm Corporation, Тайвань; W32L3GO-65 A3,GS, Win-Mate Communication, Тайвань; TKG-107-TOUCH-IP68-WHITE-USB-US/CYR (KG22307), InduKey, Германия 2/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Обеспечение электрической энергией, газом и паром Дисплеи и системы ввода данных в промышленном исполнении Irobo Panel, «АйПиСи2Ю»; JYG- 102476806G(R)-VA, «МЭЛТ»; DNA-17-W, «Ниеншанц-Автоматика» PowerVue VarTech Systems, США; FPM-3121G Advantech, Тайвань; RI5L600-65C3, WinMate Communication, Тайвань 2/9
Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия Обеспечение электрической энергией, газом и паром Системы представления информации на основе дополненной и виртуальной реальности Нет массовых решений или разработки отсутствуют Scope AR professional services, США -/9

В России популярна продукция зарубежных вендоров: серверы Intel, Dell и HP. Технологическая готовность российских разработок в данной сфере находится лишь на третьем уровне. Напомним, это означает, что для технологии даны аналитические и экспериментальные подтверждения по важнейшим функциональным возможностям или характеристикам выбранной концепции. Готовность мировых технологий находится на девятом уровне.

Перспективными российскими разработками являются серверное оборудование и промышленные компьютеры на базе «Эльбрус 4» (разработка МЦСТ), серверное оборудование и промышленное компьютеры на базе процессоров x86 (Kraftway, Depo), электронно-компонентная база («Микрон») и серверное оборудование и электронно-компонентная база от «Российской электроники».

Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия

Наконец, субтехнология «Средства визуализации и человеко-машинного взаимодействия» представляет инженерные решения, обеспечивающие отображение информации, а также взаимодействие оператора и управляющего персонала с данными. Состоит из дисплейных технологий и систем поддержки принятия решений.

Мировой рынок соответствующих решений в 2020 г. составил $4,1 млрд, к 2022 г. он вырастет до $5,9–12 млрд. В России в 2020 г. будет 5 млн средств визуализации и дополненной реальности. К 2024 г. их число увеличится до 65–95 млн. Российские разработки в данной сфере находятся лишь на втором уровне готовности. Это означает, что для технологии сформулированы технологическая концепция и возможные применения концепций для перспективных объектов. Мировые находятся на девятом уровне готовности.

Перспективными российскими разработками являются мониторы различной диагонали и температурных режимов, созданные преимущественно на зарубежных панелях (разработка «Дисплейные системы»), мониторы различной диагонали и температурных режимов («Ниеншанц-Автоматика») и система визуализации и обработки данных Luxms BI (ЯСП).

Таким образом, из пяти субтехнологий только в сфере «Платформа промышленного интернета» российские технологии близки к серийному выпуску и могут сравниться с иностранными. Наиболее слабые позиции у российских разработчиков в субтехнологиях «Вычислительная техника для функционирования платформ интернета вещей» и «Средства визуализации и человеко-машинных коммуникаций».

Рейтинг российской продукции в области промышленного интернета

В дорожной карте приведена оценка более 100 российских разработок промышленного интернета по пяти параметрам: технические характеристики, эргономичность, стоимость, срок поставки и производства, а также поддержка SLA. По каждому из этих параметров выставлялись баллы от 1 до 10.

На основе этих оценок CNews составил рейтинг российских разработок промышленного интернета (см. рейтинг в отдельном материале CNews). Каждому продукту выставлялся балл как среднеарифметическое между вышеобозначенными оценками. Некоторые продукты по-разному оценивались для различных отраслей применения.

Пятерку лучших продуктов составили разработки ГК «Цифра»: система анализа руды АСУ ГТК «Карьер», автоматизированная система управления буровыми работами VG Drill и система прогноза потребления сырья АИС «Диспетчер». На четвертом и пятом местах находится решение «Умный дом» от МГТС и программная платформа управления распределенной энергетикой «Платформа» «РТСофт».

100 млрд рублей на поддержку отечественного интернета вещей

Дорожная карта предполагает план мероприятий на общую сумму более 100 млрд руб. В первую очередь, предлагается обеспечить законодательное увеличение частот и ширины канала для узкополосных нелицензированных сетей для промышленного интернета. Узкополосные сети для интернета вещей – LPWAN – должны быть развернуты по всей стране: в городах-миллионниках, на крупных промышленных объектах, на крупных карьерах и месторождениях.

Должны быть осуществлена разработка следующих продуктов: датчиков для edge computing, беспроводных датчиков с радиомодулями, SIM-карт для промышленного интернета, процессоров для конечных устройств промышленного интернат и совместимых с ним устройств, ПО для обработки данных edge, создание небольших по размеру радиомодулей, совместимых с конечными устройствами, и специализированной SIM-карт для конечного устройства. Доля российской продукции в этих сферах должна достигнуть 70%.

Запланирована также разработка вычислительных кластеров с процессорами улучшенного качества: интернета на кристалле, протокола связи на основе и совместимого с Ethernet, чипов и процессора улучшенной производительности и меньшей энергоемкости и ПО для ускорения работы процессора. Доля российской продукции в этом сегменте достигнет 50%.

Кроме того, запланирована программа создание программно-аппаратного комплекса криптошифрования в промышленном интернете, разработка требований по защите промышленного интернета и введение разрешения на использование технологии e-SIM в России для стимулирования сетей интернета вещей на базе сетей NB-IoT (интернет вещей на базе сотовых сетей).

Стимулирование использования продуктов промышленного интернета

Разработчики дорожной карты наметили ряд мер по стимулированию различными отраслями использования продуктов промышленного интернета.

В обрабатывающем производстве на финансирование пилотных проектов нужно будет потратить 10 млрд руб. Пилотные зоны должны будут появиться у всех госкомпаний и компаний с госучастием и также у 80% крупных частных компаний. На стимулирование цифровой трансформации промышленных предприятий, создание MDC-систем и цифровых двойников заводов потребуется 5 млрд руб. Предполагается, что у 70% крупных и средних промышленных предприятий будут полностью интегрированные MDC-системы.

На проект разработки инновационных датчиков промышленной автоматизации для основных отраслей дискретного и непрерывного производства потребуется 10 млрд руб. По результатам его реализации более 20 российских компаний будут производить всю номенклатуру датчиков промышленной автоматизации.

В сфере добычи полезных ископаемых стимулирование роботизации и использования беспилотной горнодобывающей техники в карьерах и шахтах обойдется в 1 млрд руб. Степень роботизации горной добычи открытым и закрытым способами составит 60–80%. На реализацию проекта обязательного контроля бортов карьеров и шахтной инфраструктуры при помощи датчиков потребуется 200 млн руб.

3 млрд руб. планируется направить на стимулирование цифровой трансформации комбинатов, создание MDC-систем и цифровых двойников. По итогам реализации проекта 70% крупных и средних горнодобывающих компаний внедрят полностью интегрированные MDC-системы. Еще 500 млн руб. на финансирование пилотных зон.

В области сельского хозяйства перевод всех отечественных сельскохозяйственных компаний на принципы «точного земледелия» потребует 2 млрд руб. Проекты по обязательному использованию датчиков мониторинга здоровья скота для сельскохозяйственных предприятий и по субсидированию обязательной предустановки телематических систем и датчиков в сельскохозяйственной технике потребуют по 1 млрд руб. каждый.

Еще 300 млн руб. необходимо будет на стимулирование внедрения «умных теплиц». По итогам реализации указанных проектов 70% агропредприятий внедрят системы промышленного интернета для мониторинга состояния полей, автоматизированного управления теплицами и мониторинга состояния здоровья скота.

В области транспорта и хранения на стимулирование внедрения транспортной телематики в логистических компаниях и организациях городского пассажирского транспорта потребуется 1 млрд руб. После этого 80% городского транспорта будут использовать системы телематики.

Аналогичная сумма потребуется на программу обязательного оборудования датчиками мониторинга состояния ключевых агрегатов локомотивов, кораблей и авиатехники. Еще 300 млн руб. необходимо будет для обязательного оборудования логистических складов и хабов пожарными датчиками и датчиками мониторинга состояния воздуха.

В сфере ЖКХ запланирован переход потребителей на «умные счетчики» воды, тепла и газа со встроенными радиомодулями. Эти программы потребуют, соответственно, 5 млрд, 1 млрд и 1 млрд руб. По результатам данных мероприятий на «умные счетчики» перейдет 90% потребителей.

На внедрение управляющими компаниями датчиков заполнения для оптимизации вывоза твердых бытовых отходов, датчиков мониторинга магистральных трубопроводной и другой инженерной инфраструктуры уйдет 500 млн руб. Столько же уйдет на внедрение датчиков мониторинга люков на дорогах, открытия/закрытия дверей в подвалах/крышах многоквартирных домов и камер слежения в подъездах. По результатам мероприятий 70% управляющих компаний и многоквартирных домов будут оборудованы данными датчиками.

В сфере обеспечения электрической энергией, газом и паром 5 млрд руб. будет потрачено на переход потребителей на умные электросчетчики со встроенными радиомодулями. Ожидается переход 90% на такого рода счетчики. 2 млрд руб. будет потрачено на внедрение систем телеметрического сбора данных и MDC-систем, совместимых с АСУ на всех негенерирующих мощностях объектах.

500 млн руб. потребуется на оборудование датчиками трансформаторных подстанций и электросетевых объектов. Ожидается, что данными датчиками будет оборудовано 70% трансформаторов. Столько же средств потребуется на создание цифровой платформы энергоменеджмента и управления энергоресурсами объектов бюджетной сферы, которая будет внедрена во всех регионах. Еще 100 млн потребуется для разработки платформы промышленного интернета для объектов генерации электроэнергии.

Акселерация промышленных стартапов

Отдельные планы заложены в дорожной карте для стимулирования спроса на продукты промышленного интернета. На создание акселераторов промышленных стартапов нужно будет потратить 10 млрд руб – предполагается создать 20 промышленных акселераторов.

Программа софинансирования проектов цифровой трансформации, внедрения MDC-систем и разработки специальных кастомных приложений интернета вещей обойдется в 8 млрд руб. По ее результатам 70% крупных и средних промышленных горнодобывающих предприятий внедрят полностью интегрированные MDC-системы.

Программа субсидирования НИОКР (научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ) производителями промышленных серверных систем и элементно-компонентной базы потребует 5 млрд руб. Это позволит увеличить долю серверов российского производства до 50%, а экспорт повысить на 15%.

Стимулирование перехода крупных промышленных предприятий на аутсорсинг обслуживания парка станков и другого оборудования с целью увеличения спроса со стороны аутсорсинговых компаний на цифровые решения на основе промышленного интернета для предиктивных ремонтов и контроля работы оборудования обойдется в 3 млрд руб. По результатам 20% крупных и средних предприятий будут использовать данную схему оборудования.

В аналогичную сумму обойдется реализация мероприятия по присваиванию первого приоритета отечественным поставщикам ИТ-решений при проведении конкурсных процедур на государственных промышленных предприятиях. Ожидается, что статус отечественного производителя получат более 50 компаний.

Программа развития производителей контрольно-измерительных приборов, датчиков, сенсоров и актуаторов потребует 2 млрд руб. По ее результатам доля российского производства достигнет 70%, а экспорт вырастит на 30%.

Аналогичная сумма потребуется на развитие платформ, программных решений и промышленных приложений. По ее результатам доля ПО российского производства составит 50%, а экспорт увеличится на 15%.

Реализация мероприятия по созданию налогового вычета для компаний-разработчиков ИТ-решений для ключевых отраслей промышленности обойдется в 3 млрд руб. Еще 1 млрд руб потребуется на создание лабораторий при государственных корпорациях и ведущих отечественных компаниях с целью тестирования перспективных разработок и их интеграцию в регуляторную деятельность – планируется создать не менее 10 лабораторий. Также предлагается создать механизмы патентной защиты изделий промышленного интернета.

Субсидирование производителей платформ для бесплатной установки оборудования и базового ПО с целью дальнейшей коммерциализации за счет сопутствующего ПО и приложений обойдется 800 млн руб. Ожидается установка бесплатного ПО и оборудования на 15% промышленных предприятий.

Покупка зарубежных разработчиков перспективных решений промышленного интернета

На развитие экспортного потенциала потребуется 800 млн руб. Речь идет о проведении маркетинговых мероприятий и выставок, помощи в получении разрешительной документации на продажу систем промышленного интернета за рубеж и субсидирование производителей датчиков с целью приведения в соответствие с заявленными характеристиками для успешного экспорта.

В области международного сотрудничества 5 млрд руб планируется направить на поиск перспективных компаний-разработчиков с целью их покупки/инвестирования в них для переноса компетенций на территорию России. Планируется купить не менее 10 перспективных компаний. Аналогичная сумма должна быть направлена на программу локализации производства элементов промышленного интернета.

Онлайн-курсы промышленного интернета

В области образования планируется потратить 900 млн руб. Предлагается создать онлайн-курсы промышленного интернета, которые пройдут 50–100 тыс. человек. Также планируется разработать программу повышения квалификации в области промышленного интернета для менеджеров среднего и высшего звена и инженеров, которой воспользуется более 10 тыс. человек. Кроме того, предлагается создать новые программы и направления при ведущих вузах, посвященные промышленному интернету – соответствующие курсы пройдут 30–50 тыс. студентов.

В области нормативной базы предполагается определить юридический статус данных, собираемых с датчиков, стандартизации и хранения данных и юридические аспекты персональных данных. Необходимо разработать базовые модели угроз для основных типовых отраслей применения устройств интернета вещей.

Предлагается провести мероприятия по снятию ограничений на использование ERP-платформ, вынесенных в облака в стратегических отраслях промышленности. Следует провести НИОКР на разработку спецификации и прототипа защищенного устройства интернета вещей на одной из распространенных программно-аппаратных платформ. Кроме того, планируется осуществлять стимулирование компаний, разрабатывающих как комплексные встраиваемые решения, так и отдельные компоненты, реализующие встроенные механизмы защиты информации.

Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи

Компания J’son & Partners Consulting представила аналитику промышленного Интернета вещей в России и мире, темпах его интеграции в отрасли экономики, о возможном влиянии на страны, экономики и граждан. Упор был сделан на потребительские IoT-устройства, Интернет вещей в транспортной инфраструктуре и ЖКХ.

Общие положения Интернета вещей

Интернет вещей (далее – IoT/Internet of Things) – это система связанных общей сетью физически объектов со встроенными датчиками и программного обеспечения, предназначенная для сбора и обмена информацией, а также характеризующаяся автономным режимом работы и возможностью удаленного контроля.

В глобальной концепции Интернета вещей выделяют различные направления. В частности, промышленный IoT (далее — IIoT /Industrial Internet of Things). Он характеризуется тем, что учитывает отраслевую или корпоративную специфику и объединяет в единую сеть производственные объекты.

Развитие IIoT провоцирует четвертую индустриальную революцию (далее – Индустрия 4.0), которая ознаменуется переходом на полностью автоматизированное цифровое производство, использованием киберфизических систем и облачных вычислений. Управлять процессами будут «умные» устройства в режиме онлайн.

Таблица 1 – Этапы промышленных революций

Период

Основные тенденции

Результат

1-я промышленная революция.

Рубеж XVIII-XIX вв.

— изобретение механических устройств (двигатели, ткацкие станки и др.)

— переход от аграрной экономики к промышленному производству

— развитие транспортной сети

2-я промышленная революция.

Вторая половина XIХ- начало XX вв.

— развитие нефтяной и химической промышленности

— появление железных дорог

3-я промышленная революция.

Конец XX в. – наст. время

— появление электронных систем

— развитие инфокоммуникационных технологий

— автоматизация производственных процессов

Предпосылки Индустрии 4.0 формируются в рамках третьей промышленной революции. Но цифоровизация и автоматизация промышленности, начавшаяся в конце прошлого века, носит локальный характер, т.е. реализуется на уровне отдельного предприятия. Индустрия 4.0 будет носить глобальный характер, формируя промышленные сети за пределами обособленной структуры, преобразуя экономику и общество.

Промышленный Интернет вещей – это В2В-направление. К нему относятся М2М-решения, big data, cloud, роботехника и т.д. С точки зрения применения, IIoT может использоваться во всех отраслях: сельском хозяйстве, транспортной отрасли, финансовом секторе, добывающей промышленности, городской инфраструктуре, медицине и пр.

Главным измеримым эффектом от развития экосистемы Интернета вещей должен стать рост производительности и снижение себестоимости производства. Также качественно изменятся такие процессы, как логистика, закупки, сбыт, управление и прочие. В масштабах государства, концепция повысит конкурентоспособность отечественных производителей, откроет рынку новые технологические возможности, способствует увеличению государственного бюджета и улучшит социальную сферу.

Годом начала развития индустрии Интернета вещей принято считать 2011. Именно в этот год количество подключенных устройств превысило количество подключенных пользователей. Данные аналитиков в части оценки объема подключенных устройств к 2020 году разнятся порядок, также как и доходность рынка IoT. Однако все сходятся во мнении, что в ближайшее десятилетие концепция будет только прогрессировать, причем высокими темпами.

Промышленный Интернет вещей в России

Перспективы развития Промышленного Интернета вещей в России

Формированием концепции Интернета вещей в России занимается несколько общественных и государственных компаний. Например, Национальная ассоциация участников рынка промышленного интернета (НАПИ), Ассоциация интернета вещей, Российская ассоциация интернета вещей. Дорожная карта разрабатывалась при участии «Фонда развития интернет-инициатив» (ФРИИ) и других компаний.

Так как Интернет вещей носит массовый характер, поддерживать его должны все участники рынка. Роль каждой группы представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Роль участников рынка в развитии IoT в России

Потребители

Поставщики

Государство

Роль участника рынка

— повышение эффективности экономики

— стимулирование модернизации экономики

— наращивание спроса на IoT

— развитие области ИКТ

— повышение конкурентоспособности отечественной экономики

— создание стимулирующих развитие IoT условий

— стимулирование строса на IoT-технологии

Инструменты реализации

— использование новых бизнес-моделей

— разработка IoT-платформ, сервисов и приложений

— разработка нормативно-правовой базы

— формирование программ развития IoT

В настоящее время прослеживается отставание России от ведущих европейских стран в вопросе производительности труда. Инструменты Промышленного Интернета вещей могут стать одним из факторов, способных сократить данное отставание. Однако на 2015 год доля России в общем объеме подключенных IoT-устройств составляла 0,3% (или 16,2 млн. ед.).

Концепция IoT наиболее актуальна в следующих отраслях: телемедицина, образование, электронные деньги, цифровой банкинг и пр. Некоторые из них представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Области применения IoT

Отрасль

Реализация

Отрасль

Реализация

1

— «умные» транспортные средства

5

— «умное» агропромышленное производство

— электронный мониторинг и управление с/х работами

2

— системы хранения электроэнергии

6

3

— системы сквозного планирования

7

— сквозные системы электронных закупок и логистики

4

8

— цифровые банковские услуги

Факторы, препятствующие развитию Промышленного Интернета вещей в России

1. Спрос на IoT-решения

Экосистема IoT и I IoT , условно, состоит их нескольких элементов:

— разработанные на основе IoT-платформ сервисы и устройства

— специалисты, которые реализуют разработки

Специалисты отмечают, что в России присутствуют сложности с процессом разработки прикладных сервисов и особенно с готовность компаний интегрировать IoT-решения в бизнес, в то время, как IoT-платформы проработаны достаточно. В решении первой проблемы может помочь государство. В частности, с помощью государственного финансирования профильных проектов, формирования проектных групп, предоставление группам рабочих зон, организация конкурсов на разработки.

2. Законодательные ограничения

Появление новых технологических внедрений неизбежно ограничивается законодательными нормами. В части Интернета вещей, важным вопросом является уровень информационной безопасности, что также приоритетно и для потребителей. Технологии динамичны, что требует от законодательства гибкости с целью предотвращения «дефицита правоприменения». Это также вопрос высокого уровня: создать такое законодательство, которое будет стимулировать развитие новых технологий, а не препятствовать этому.

Помимо степени защищенности, при реализации Internet of Things требуют проработки такие вопросы, как распределение пользовательских прав на ресурсы, вопросы идентификации, защита прав на интеллектуальную собственность и ответственность за пиратство, а также таможенное регулирование при формировании межнациональных промышленных сетей.

3. Отсутствие единых стандартов IoT

В России функционируют различные структуры, развивающие концепцию Интернета вещей. Однако, если они будут действовать разрозненно, то это замедлит ее реализацию. В связи с этим, необходима разработка единых стандартов и требований к исследованиям, технологиям, их безопасности и эксплуатации. Важно предусмотреть совместимость новых технологий с уже существующими IT-системами. При возникновении разногласий все участники понесут материальные и временные затраты.

Помимо этого, стандартизация упростит выход IoT-решений на глобальный рынок.

Промышленный Интернет вещей в действии

Энциклопедическим примером доказанной на практике эффективности от внедрения IoT является компания Harley Davidson. У производителя существовала проблема в медленной обработке запросов потребителей, что отрицательно влияло на лояльность клиентов в условиях высокой конкуренции, а также ограниченная возможность кастомизации 5 выпускаемых моделей на стороне дилеров. Проведя техническую реконструкцию рабочих площадок и установив на каждом производственном этапе датчики, контролируемые системой класса MES, Harley Davidson достигла 6-часового производственного цикла (по сравнению с первоначальным нормативом в 21 день) и 7-кратно увеличила свою акционерную стоимость.

Другим примером является компания Brexton, которая специализируется на производстве станков, предназначенных для обработки камня. Развернув интеллектуальную системы, которая позволила подключить оборудование к удаленным сервисам, Brexton улучшила производительность на 30%, а прибыльность – на 70%.

В России технологии Интернета вещей не приобрели массовый характер, но примеры их внедрения в различных отраслях имеют место. Некоторые российские компании, которые уже выводят на рынок решения Internet of Things, приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Примеры внедрения IoT в России

Направление

Компания

Задачи

1.

Системные интеграторы и ИТ-сервисы

Техносевр, Сибинтек, Айтеко, Revolta Engineering

— подборка оптимальных платформ

— разработка новых решений

— внедрение технологий на предприятиях

2.

Системы информационной безопасности

— обеспечение безопасности в решениях IoT

3.

ИТ-сервисы и Интернет-платформы для транспорта

ТранспортТВ, StarLine, Яндекс + КАМАЗ

— производство беспилотного транспорта

— предоставление информационно-медийных услуг на общественном транспорте

— организация системы безопасности для автотранспорта

— развертывание умной транспортной инфраструктуры

4.

ИТ-решения в энергетике и ЖКХ

Перспективные линейные технологии, Стриж Телематика

— поставка измерительного оборудования и различных решений для сферы энергетики и ЖКХ

5.

ИТ-решения для сельского хозяйство

Neoflex, Revolta Engenneering

— поставка интеллектуальных систем для оптимизации и повышения эффективности с/х

6.

ИТ-системы и устройства для Умного дома

GS Group, Аквасторож

— разработка решений для Умного дома

7.

Платформы и облачные решения для Интернета Вещей

Яндекс, 1С, Ростелеком, Tibbo Systemы

— разработка платформ для автоматизации бизнес процессов

— разработка облачных платформ для хранения данных

— разработка ПО для систем управления и мониторинга

8.

Микрон, Ангстрем, Т8, Т-Платформы

— построение платформенных аппаратных решений, сетей и инфраструктуры для IoT

— поставка микроэлектронных компонентов и датчиков, компьютеров, сетевого и телекоммуникационного оборудования

9.

МТС, МегаФон, Билайн, Теле2, Ростелеком

— стимулирование внедрения технологий IoT

— развитие услуг М2М

Показатели эффективности IIoT-решений по отраслям

Для потребителей IoT-продуктов, особенно в В2В секторе, важны не сами решения, а их экономическая выгода. По этой причине, аналитики на основе кейсов разных компаний в разрезе мира и определили измеримые показатели эффективности от внедрения решений Интернета вещей.

Таблица 5 – Измеримые показатели эффективности IoT-решений по отраслям

Отрасль

Показатель

Отрасль

Показатель

— сокращение производственного цикла

— снижение эксплуатационных расходов

— повышение времени бесперебойной работы оборудования и сокращение его простоев

— улучшение качества продукции

Энергетика и ЖКХ

— сокращение сроков планирования нагрузок сети

— оперативная замена устаревшего и неисправного оборудования и элементов сети

Транспорт и логистика

— снижение расходов топлива

— уменьшение времени простоя транспортных средств

— сокращение времени на проведение проверок технического состояния

— снижение зависимости от работы диспетчеров

— оптимизация затрат на логистику

«Умный» город и безопасность

— снижение мошенничества при оплате парковок

— снижение затрат на уличное освещение

— оптимизация городского движения

Торговля и финансы

— уменьшение затрат на операционное обслуживание торговых автоматов

— удаленное решение неисправностей банкоматов

— сокращение простоев автоматов

— снижение расходов автострахования

— экономное использование с/х ресурсов

— снижение расходов на с/х процессы

— повышение доходности на единицу поголовья скота

Об эволюции Интернета вещей и других современных технологиях в сетях мобильной связи читайте в новой книге «Мобильная связь на пути к 6G».

Индустриальный (Промышленный) Интернет Вещей в мире и перспективы развития в России

Полная версия:

Если Вы юридическое лицо и Вам требуется договор для оплаты с расчетного счета — позвоните нам или напишите письмо: news@json.tv

Вы выбрали формат PDF

Ссылка на PDF-файл будет выслана сразу после платежа автоматически

Пишите, звоните, если есть вопросы

Соглашаюсь с условиями оферты

Чтобы заказать другое исследование — пожайлуста, свяжитесь с нами

Индустриальный (Промышленный) Интернет Вещей в мире и перспективы развития в России

Сентябрь 2020 года

Аналитический Отчет (полная версия)

Запросить договор для юр.лица

Аналитический Отчет (полная версия)

Индустриальный (Промышленный) Интернет Вещей в мире и перспективы развития в России

Сентябрь 2020 года

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы скачать PDF-версию Информационного бюллетеня

Пишите, звоните, если есть вопросы

В настоящем исследовании консультанты J’son & Partners Consulting проанализировали мировые тенденции и потенциал развития Индустриального Интернета Вещей в России, роли участников экосистемы IoT, рассмотрели организационно-технологическую трансформацию бизнеса, привели примеры реализации Промышленного Интернета.

Промышленность как основа экономического роста

Промышленный сектор является основой экономического роста и повышения производительности труда в любой стране. Развитие промышленности сопровождается ростом научной и исследовательской деятельности, способствует формированию базы новых знаний и новых индустрий, появлению инноваций и изобретений внутри страны. Появление интеллектуалоемких продуктов мирового уровня, раннее тестирование и апробирование разработок, их быстрая коммерциализация и внедрение способны обеспечить создание конкурентоспособных национальных продуктов, а с учетом экспортного потенциала — мировое лидерство данных продуктов.

В достижение своего превосходства в производственной сфере и технологиях, наукоемких отраслях, инновациях и НИОКР крупнейшие экономики мира инвестируют значительные средства.

Мировая промышленность сегодня стоит на пороге четвертой технологической революции, с которой связывают возможности кардинальной модернизации производства и экономики, а также появление таких явлений, как: цифровое производство, экономика «совместного использования» (shared economy), коллективное потребление, «уберизация» экономики, модель облачных вычислений, распределенные сети, сете-центрическая модель управления, децентрализация управления и т.д. Технологической основой для перехода к новой экономической парадигме является Интернет Вещей.

В связи с этим для отечественной промышленности открываются как новые возможности, так и угрозы: к кратному отставанию по производительности труда и качеству производимой продукции может добавиться отставание в переходе на новые принципы взаимодействия в цепочке «поставщик-потребитель». Это может привести к принципиальной невозможности конкурировать с ведущими международными промышленными концернами, как по себестоимости продукции, так и скорости исполнении заказов.

Определения: Интернет Вещей, Промышленный Интернет и Индустрия 4.0

«Интернет — глобальная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Это сеть сетей – частных, публичных, образовательных, бизнес и государственных сетей, локального и глобального масштаба, объединенных через Интернет-протокол TCP/IP с широким спектром электронных, беспроводных, оптических сетевых технологий. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть» (определение с сайта: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Интернет).

С появлением и ростом количества подключенных к сети устройств, внедрением облачных сервисов и бизнес-приложений стало возможным объединять в единую коммуникационную сеть оборудование, информационные системы и системы управления. Как оценивают зарубежные идеологи данной концепции, Интернет для Вещей способен революционизировать наше общение с физическим миром, аналогично тому, как Интернет изменил личное общение.

«Представьте себе Facebook для устройств, и что каждое устройство имеет страницу на Facebook, и может разместить на своей стене информацию, которую могут прочитать другие устройства».

Из выступления представителя Baker Hughes на конференции IoT World 2020, США

Blake Burnette — Director, Equipment Research and Development

Интернет Вещей (IoT, Internet of Things) – система объединенных компьютерных сетей и подключенных физических объектов (Вещей) со встроенными датчиками и ПО для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека.

Различают потребительский (массовый) сегмент применения Интернета Вещей, куда входят персональные подключенные устройства – смарт-часы, различного рода трекеры, автомобили, устройства умного дома и т.д. и корпоративный (бизнес) сегмент, куда входят отраслевые вертикали и межотраслевые рынки – промышленность, транспорт, сельское хозяйство, энергетика (Smart Grid), умный город (Smart City) и др.

В данном исследовании консультанты Json & Partners Consulting подробно рассмотрели Интернет Вещей в корпоративном (бизнес) сегменте, который называют Индустриальный Интернет Вещей, в частности его применение в промышленности — Промышленный Интернет.

«Очевидно, что наиболее привлекательным является массовый рынок. Там есть множество классных вещей, мы все носим, одеваем и используем привлекательные вещи. Но прибыль на сегодняшний день, совершенно очевидно, создается именно в индустриальных сегментах. Я думаю, именно там заложены большие рыночные возможности, тем не менее, эти рынки постепенно сходятся».

Из выступления представителя Hitachi Insight Group на конференции IoT World 2020, США

Kevin Eggleston — SVP, Social Innovation / IoT Business Unit

Индустриальный (часто Промышленный) Интернет Вещей (Industria lInternet of Things, IIoT) – Интернет Вещей для корпоративного / отраслевого применения — система объединенных компьютерных сетей и подключенных промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и ПО для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека.

В промышленном применении используется термин «Промышленный интернет». Далее по тексту для упрощения восприятия вместо написания Индустриальный Интернет Вещей будет использоваться термин «Интернет Вещей» в данном контексте.

Внедрение сетевого взаимодействия между машинами, оборудованием, зданиями и информационными системами, возможность осуществлять мониторинг и анализ окружающей среды, процесса производства и собственного состояния в режиме реального времени, передача функции управления и принятия решений интеллектуальным системам приводят к смене «парадигмы» технологического развития, называемой также Четвертой промышленной революцией.

Четвертая индустриальная революция (Индустрия 4.0), — переход на полностью автоматизированное цифровое производство, управляемое интеллектуальными системами в режиме реального времени в постоянном взаимодействии с внешней средой, выходящее за границы одного предприятия, с перспективой объединения в глобальную промышленную сеть вещей и услуг.

В узком смысле Индустрия 4.0 (Industrie 4.0) – это название одного из 10 проектов государственной Hi-Tech Стратегии Германии до 2020 года, описывающего концепцию умного производства (Smart Manufacturing) на базе глобальной промышленной сети Интернета вещей и услуг (Internet of Things and Services).

В широком смысле Индустрия 4.0 характеризует текущий тренд развития автоматизации и обмена данными, который включает в себя киберфизические системы, Интернет вещей и облачные вычисления. Представляет собой новый уровень организации производства и управления цепочкой создания стоимости на протяжении всего жизненного цикла выпускаемой продукции.

Первая промышленная революция (конец 18-го – начало 19-го вв.) обусловлена переходом от аграрной экономики к промышленному производству за счет изобретения паровой энергии, механических устройств, развития металлургии.

Вторая промышленная революция (вторая половина 19 в. – начало 20 в.) – изобретение электрической энергии, последовавшее поточное производство и разделение труда.

Третья промышленная революция (с 1970 г.) — применение в производстве электронных и информационных систем, обеспечивших интенсивную автоматизацию и роботизацию производственных процессов.

Четвертая промышленная революция (термин введен в 2011, в рамках немецкой инициативы — Индустрии 4.0).

Несмотря на активное внедрение различных видов инфокоммуникационных технологий (ИКТ), электроники и промышленной робототехники в производственные процессы, автоматизация промышленности, начавшаяся в конце XX века, носила преимущественно локальный характер, когда каждое предприятие или подразделения внутри одного предприятия использовали собственную (проприетарную) систему управления (или их сочетание), которые были несовместимы с другими системами.

Развитие Интернета, инфокоммуникационных технологий (ИКТ), устойчивых каналов связи, облачных технологий и цифровых платформ, в также информационный «взрыв» вырвавшийся из разных каналов данных, обеспечили появление открытых информационных систем и глобальных промышленных сетей (выходящих за границы отдельного предприятия и взаимодействующих между собой), которые оказывают преобразующее воздействие на все сектора современной экономики и бизнеса за пределами самого сектора ИКТ, и переводят промышленную автоматизацию на новую четвертую ступень индустриализации.

Оценки глобального рынка Интернета вещей

В 2011 годуколичество подключенных физических объектов в мире превысило количество подключенных людей. С этого времени принято исчислять стремительное развитие эпохи Интернета вещей.

Большинство международных аналитических агентств предсказывают, что число соединенных устройств в мире достигнет от сотен миллионов до десятков миллиардов к 2020 году, также на порядки различаются оценки по доходам рынка Интернета вещей.

Каждый электрик должен знать:  Схема электропроводки в трехкомнатной квартире панельного дома

Участники рынка дают высокие оценки росту числа соединенных устройств в мире, причем эти оценки серьезно отличаются в зависимости от выбранной методологии. На конференции Internet of Things World, которая прошла 10 – 12 мая 2020 года в Санта Кларе, США, где присутствовали консультанты J`son & Partners Consulting, компания SigFox привела сравнение имеющихся на сегодня перспектив.

Оценки разных источников отличаются на порядок. По мнению аналитиков Gartner, число соединенных устройств достигнет 21 млрд шт. в 2020 году, в то время как Intel дает цифру в 200 млрд шт.

Несмотря на существенное отличие оценок, можно констатировать высокие темпы роста рынка Интернета вещей, что вызывает серьезный интерес к этому сегменту со стороны промышленных компаний, крупных вендоров устройств, разработчиков платформ и приложений, исследовательских агентств и национальных государственных органов.

Перспективы глобального рынка Интернет вещей в отраслевом разрезе

Несмотря на различия в методологии оценок различных международных аналитических агентств, можно констатировать, что применения новой концепции будут связаны в первую очередь с широким использованием Интернета вещей в отраслях экономики.

Примеры таких оценок по числу соединенных устройств и доходам в разбивке по отраслям экономики приведены ниже.

Так, компания Ovum прогнозирует, что общий объем соединенных устройств в мире достигнет около 530 млн шт. в 2020 году, при этом наибольшее число таких устройств будет в сфере энергетики и ЖКХ, на транспорте, в промышленности, здравоохранении и торговле. Ключевым драйвером роста станет продолжающееся снижение стоимости сенсоров и оборудования, услуг связи, обработки данных и системной интеграции. По мнению Machina Research и компании Nokia, доходы глобального рынка промышленного Интернета вещей достигнут 484 млрд евро в 2025 году, а основными отраслями станут транспорт, промышленность, ЖКХ, здравоохранение и применения для «Умного дома». При этом основной доход придется на приложения, аналитику и сервисы для конечных пользователей. При этом, общие оценки рынка Интернета вещей (пользовательского и корпоративного) в мире Machina Research и Cisco оценивает до 4,3 трлн долл. в 2025 году.

«Люди рассуждают об огромном потенциале IoT – кто-то упоминает $7 трлн, кто-то $14 трлн. Это огромная цифра в плане оценки потенциала общего рынка Интернета вещей. Мы считаем, что в области промышленности и здравоохранения эта цифра составляет $3 трлн. Это хорошая цифра, но она представляет общую стоимость решений».

Из выступления представителя Analog Devices, Inc. (ADI) на конференции IoT World 2020, США

Martin Cotter — Vice President of the Internet of Things (IoT), Consumer and Healthcare Business Units

Организационно-технологическая трансформация промышленности под воздействием Интернета вещей

Зарубежные эксперты признают Интернет вещей разрушительной технологией, которая вносит необратимую трансформацию в организацию современных производственных и бизнес-процессов.

Проведенный консультантами J`son & Partners Consulting анализ опыта внедрения Интернета Вещей в мире показывает, что переход на концепцию IIoT происходит за счет формирования кросс-индустриальных открытых (по горизонтали и вертикали) производственно-сервисных экосистем, объединяющих множество различных информационных систем управления разных предприятий и задействующих множество различных устройств.

Такой подход позволяет реализовать в виртуальном пространстве сколь угодно сложные сквозные бизнес-процессы, которые способны в автоматическом режиме осуществлять оптимизационное управление (сквозной инжиниринг) различного рода ресурсами через всю цепочку поставок и создания стоимости продукции — от разработки идеи, дизайна, проектирования до производства, эксплуатации и утилизации.

Для реализации такого подхода требуется, чтобы вся необходимая информация о фактическом состоянии ресурсов (сырье и материалы, электроэнергия, станки и промышленное оборудование, транспортные средства, производство, маркетинг, продажи) как внутри одного, так и на разных предприятиях, была доступна автоматизированным системам управления разных уровней (приводы и сенсоры, контроль, управление производством, реализацией и планированием).

Источник: INDUSTRIE 4.0

Таким образом, можно сказать, что Индустриальный Интернет вещей представляет собой организационно-технологическую трансформацию производства, базирующуюся на принципах «цифровой экономики», позволяющую на уровне управления объединять реальные производственные, транспортные, человеческие, инженерные и иные ресурсы в практически неограниченно масштабируемые программно-управляемые виртуальные пулы ресурсов (shared economy) и предоставлять пользователю не сами устройста, а результаты их использования (функции устройств) за счет реализации сквозных производственных и бизнес-процессов (сквозного инжиниринга).

«До сего момента компании могли управлять лишь частью производственного процесса, никогда не имея возможности видеть всю картину целиком. И оптимизация каждой отдельной части этого процесса, оптимизирует всю цепочку. У нас также были трудности с обеспечением стабильности поставок, производительностью и эффективностью. Если посмотреть на перевозки, то 75% их общего объема обеспечивалось грузовиками, что создавало проблемы.

Сегодня с ABB мы можем предложить предприятиям объединить все производственные мощности почти в режиме реального времени. Чтобы видеть, что с ним происходит, иметь с ними обратную связь, контролировать их, идентифицировать и избежать различных проблем и подводных камней с разными этапами производства, отдельными службами и упростить инвентаризацию оборудования. Это даёт совершенно новый уровень оптимизации. Отсюда – рост производительности, инновации, любой аспект, важный для предприятия. Но это только одно из направлений. Подумайте об автоматизации, роботах, 3D-печати. ».

Из выступления представителя Microsoft на конференции IoT World 2020, США

Çağlayan Arkan – General Manager, Worldwide Manufacturing & Resources Sector, Enterprise & Partner Group

Внедрение Интернета вещей предполагает необходимость кардинального изменения подходов к созданию и использованию автоматизированных информационных систем управления (АСУ) и общих подходов к управлению предприятиями и организациями.

С технической точки зрения Интернет вещей реализовать очень легко. Самая сложная часть – это изменения бизнес-процессов. И я не видел еще ни одной компании, которая пришла бы к Вам в один славный день и предложила Вам такое магическое решение.

Из выступления представителя Baker Hughes на конференции IoT World 2020, США

Blake Burnette — Director, Equipment Research and Development

В части технологий управления и обработки информации эти изменения состоят в реализации программной логики АСУ как взаимодействующих между собой облачных сервисов («облако управления», «платформа IoT») и в переходе от жестко иерархически выстроенных информационно изолированных АСУ, где устройства (объекты контроля и управления) подключаются только в низовые АСУ – АСУ технологическими процессами (АСУТП), на непосредственное, без участия человека и промежуточных АСУ, подключение объектов управления в «облако управления», исполняющее весь необходимый функционал (программные алгоритмы обработки данных и управления) как низовых систем управления, так и систем управления уровня предприятия. То есть «облако управления» одновременно выполняет функции универсального средства интеграции и функции исполнения сколь угодно сложных и разнообразных алгоритмов управления.

За счет использования механизма открытых прикладных интерфейсов программирования (Application Programming Interface, API) реализуется возможность подключения к «облаку управления» любых устройств и любых АСУ без необходимости внесения изменений в подключаемые устройства и системы, и возможность реализации логики обработки поставляемых в «облако управления» данных с использованием готовых шаблонов и, при их отсутствии, с использованием встроенных средств разработки программных приложений.

Эффект «Больших Данных», накапливаемых в таких платформах IoT и применение технологий машинного обучения позволяет автоматизировать процессы совершенствования программно исполняемых «облаком управления» алгоритмов, то есть оптимизировать алгоритмы управления по мере накопления исторических данных, поступающих от широкой номенклатуры устройств и АСУ, что в принципе невозможно в информационно изолированных АСУ.

Преимущества перехода на модель Интернета вещей

По мнению Json & Partners Consulting, за количественным ростом Интернета вещей и организационно-технологической трансформацией производства стоят важные качественные изменения в экономике:

  • данные, которые раньше были не доступны, с ростом проникновения встроенных устройств представляют собой ценную информацию о характере использования продукта и оборудования для всех участников производственного цикла, являются основной формирования новых бизнес-моделей и обеспечивают дополнительный доход от предложения новых услуг, таких как, например: контракт жизненного цикла на промышленное оборудование, контрактное производство как сервис, транспорт как сервис, безопасность как сервис и другие;
  • виртуализация производственных функций сопровождается формированием «экономики совместного использования» (shared economy), характеризующейся существенно более высокой эффективностью и производительностью за счет повышения использования имеющихся ресурсов, изменения функционала устройств без внесения изменений в физические объекты, путем изменения технологий управления ими;
  • моделирование технологических процессов, сквозное проектирование и, как результат, оптимизация цепочки создания стоимости на всех этапах жизненного цикла продукта в режиме реального времени, позволяют производить штучный или мелкосерийный продукт по минимальной цене для Заказчика и с прибылью для производителя, что в традиционном производстве возможно только при массовом производстве;
  • эталонная архитектура, стандартизированные сети и модель аренды вместо оплаты полной стоимости владения, делают совместную производственную инфраструктуру доступной для среднего и малого бизнеса, что облегчает их усилия по управлению производством, позволяет ускорить реагирование на изменяющиеся требования рынка и сокращение жизненного цикла продукции, и влечет за собой разработку и появление новых приложений и сервисов;
  • анализ данных о пользователе, его производственных объектах (машинах, зданиях, оборудовании) и характере потребления открывают возможности для поставщика услуги по улучшению клиентского опыта, созданию большего удобства пользования, лучшего решения и сокращению затрат клиента, что ведет к повышению удовлетворенности и лояльности от работы с данным поставщиком;
  • функционирование различных отраслей экономики будет непрерывно усложняться под воздействием развития технологий и все больше осуществляться за счет автоматического принятия решений самими машинами на основе анализа большого объема данных с подключенных устройств, что приведет к постепенному снижению роли производственного персонала, в том числе квалифицированного. Потребуется качественное профессиональное образование, включая инженерное, специальные обучающие программы для работников и тренинги.

«Появляется интересная модель. Есть очевидная модель, где вещь — это услуга, и многие этим занимаются.

Вы поставляете уже не само оборудование, а конечную услугу, которую оно производит – и это замечательная бизнес-модель.

Но появляется и другая модель, которая также представляет интерес для нас — value-based outcomes model, то есть бизнес-модель на основе результатов внедрений IoT. Это не то, чем занимается Microsoft, но это широко распространено среди наших партнеров. Сейчас это особенно работает хорошо, на начальной стадии рынка Интернета Вещей, когда люди сомневаются в доходности инвестиций в IoT.

В такой бизнес-модели кто-то приходит и говорит: вы тратите много, я сэкономлю вам столько-то, а мне вы заплатите только процент от сэкономленного вами. То есть вы инвестируете, чтобы потом отыграть за счет обслуживания. Это очень правильный путь продвижения IoT и обоснования его развития. Мы видели это как в больших, так и в очень маленьких проектах. Но это сильная и уже работающая бизнес-модель».

Из выступления представителя Microsoft на конференции IoT World 2020, США

Sam George — Director for Azure IoT, Microsoft

«Часто действительно сложно защищать инвестиции в IoT. Но для промышленных компаний не должно быть сомнений в необходимости таких инвестиций. Это просто нужно делать, если вы хотите быть конкурентоспособными в будущем».

Из выступления представителя Hitachi на конференции IoT World 2020, США

Sara Gardner — Chief Technology Officer, Social Innovation / IoT Business Unit

Интернет вещей и показатели эффективности

В конечном счете, внедрение любых средств автоматизации, в том числе и согласно концепции Интернета вещей, будет оправдано, если это дает экономический эффект по сравнению с принятыми формами производства и бизнес-процессов. В связи с этим, консультанты J’son & Partners Consulting провели анализ кейсов по применению Интернета вещей в различных отраслях в мире и проанализировали численные значения показателей эффективности (доступы в платной версии Исследования).

Таблица 2. Перечень некоторых показателей эффективности по рассмотренным кейсам в разрезе основных отраслей

Примеры (кейсы) внедрения Промышленного Интернета

(Расширенное описание кейсов представлено в коммерческой (платной) версии исследования)

Кейс 1. Ярким примером применения концепции Интернета вещей в промышленности является проект компании Harley Davidson, которая производит мотоциклы. Основной проблемой, с которой столкнулась компания, была медленная реакция на запросы потребителей в условиях возросшей конкуренции и ограниченная возможность кастомизации 5 выпускаемых моделей на стороне дилеров. C 2009 года по 2011 гг. компания провела масштабную реконструкцию своих промышленных площадок, в результате чего была создана единая сборочная площадка, выпускающая любой тип мотоцикла с возможностью кастомизации из более чем 1300 опций.

На протяжении всего производственного процесса используются датчики, управляемые системой класса MES (SAP Connected Manufacturing). Каждый станок, каждая деталь имеет радио-метку, которая однозначно идентифицирует изделие и его производственный цикл. Данные от датчиков передаются в платформу SAP HANA Cloud for IoT, выполняющую функцию интеграционной шины для сбора данных с датчиков и различных информационных систем, как внутренних производственных и бизнес-систем компании Harley Davidson, так и информационных систем контрагентов компании.

Компания Harley Davidson достигла фантастических результатов:

  • Сокращение производственного цикла с 21 дня до 6 часов (каждые 89 секунд с конвейера сходит мотоцикл, полностью кастомизированный под своего будущего владельца).
  • Акционерная стоимость компании выросли более чем в 7 раз с уровня 10 долларов в 2009 году до 70 долларов в 2015 году

Кроме того, реализовано сквозное управление производстом изделия (мотоцикла) на всем его жизненном цикле.

Кейс 2. Еще одним примером внедрения Промышленного Интернета является итальянская компания Brexton — производитель станков для обработки камня, которая развернула интеллектуальную систему, основанную на экосистеме Microsoft, в результате чего станки стало возможным подключать к удаленным серверам центра управления, в котором хранятся данные о производстве и инвентарная информация. Сами станки для резки и обработки камня управляются программируемыми логическими контроллерами (PLC), подключенными к HMI (человеко-машинный интерфейс). HMI с помощью ASEM Ubiquity подключается к PLC компании Breton. Оператор может выйти в сеть с помощью HMI, выбрать необходимую спецификацию, использовать сканер штрих-кодов для сканирования данных. Все данные, требуемые для производства конкретного образца, автоматически загружаются в PLC. Процесс не требует использования бумажных инструкций, ручных корректировок, ручного запуска станка для резки по камню.

Решение позволяет не только управлять и конфигурировать работу станков, но и осуществлять техподдержку в форме чата в режиме реального времени. Breton планирует значительно сократить расходы на поездки своих экспертов за счет удаленного обслуживания: 85% клиентов компании находятся вне Италии. Объем экономии компания оценивает в 400 тыс. евро.

В выигрыше оказываются и клиенты. Так, тайваньская компания Lido Stone Works, производитель изделий из камня под заказ установила 3 станка компании Breton и перешла к автоматизированному производству. Решение связало подразделение дизайна с производственным цехом, в результате внедрения новой системы, Lido Stone Works получили следующие показатели:

  • Рост выручки на 70%,
  • Рост производительности на 30%.

Сдерживающие факторы и требования к реализации проектов IoT в России

Экосистема и Партнеры. Для реализации проектов в сфере Интернета Вещей необходимо формирование целой экосистемы, включающей:

  • доступность в России IoT-платформы для сбора, хранения и обработки данных, как глобальных, так и национальных;
  • наличие обширного пула разработчиков приложений для платформ IoT;
  • достаточное количество и номенклатура устройств, способных взаимодействовать с платформами, так называемых «подключенных устройств»;
  • наличие предприятии и бизнеса в целом, организационная модель которых позволяет проведение трансформации и так далее.

Если IoT-платформы уже доступны в России, то с разработкой прикладных сервисов и, самое главное, организационной готовностью потенциальных Заказчиков, — пока связаны основные сложности. В то же время отсутствие хотя бы одной из указанных составляющих, делает переход на технологии Интернета вещей невозможным.

“В мире IoT есть старая поговорка: «Нужна целая деревня, чтобы вырастить ребенка». На мой взгляд, нужна целая деревня партнеров, командного руководства, игроков и платформ для того, чтобы вырастить решение IoT”.

Из выступления представителя Microsoft на конференции IoT World 2020, США

Jerry Lee — Director of product marketing, Data Platform and IoT

«Мне представляется, что сотрудничество, в котором участвует длинная цепочка людей, здесь является одним из ключевых элементов, с которыми нам всем предстоит иметь дело. В будущем проблемы будут решаться именно так».

Из выступления представителя Analog Devices, Inc. (ADI) на конференции IoT World 2020, США

Martin Cotter — Vice President of the Internet of Things (IoT), Consumer and Healthcare Business Units

Государственная поддержка. Внедрение проектов Интернета Вещей в мире активно поддерживается государством в виде:

  • прямого государственного финансирования;
  • государственно-частного финансирования совместно с крупнейшими игроками;
  • формируются рабочие и проектные группы из представителей отрасли, научно-исследовательских учреждений;
  • организовываются тестовые зоны и предоставляется инфраструктура для совместного использования;
  • организуются конкурсы и хакатоны по созданию приложений и разработок;
  • поддерживаются пилотные проекты;
  • финансируются исследования и разработки по различным направлениям внедрения (искусственный интеллект, информационные системы управления, безопасность, сетевое взаимодействие и тд);
  • поддерживается экспорт разработок;
  • в большинстве крупных стран утверждены долгосрочные государственные Программы в поддержку Интернета вещей.

К примеру, проект Industrie 4.0 признается важной мерой в укреплении немецкого технологического лидерства в машиностроении, на его развитие предполагается прямое государственное финансирование в размере 200 млн. долл.

Дополнительно, для реализации программы предусмотрено финансирование инновационных исследований в сфере ИКТ по линии Министерства образования на изучение:

  • интеллекта встроенных устройств,
  • имитационных моделей сетевых приложений,
  • взаимодействия человека и машин, языкового и медиа управления, сервисов робототехники.

Обязательным условием исследований в рамках немецкого проекта Индустрии 4.0 должны быть ориентация на бизнес и сотрудничество с университетами или исследовательскими организациями.

Законодательство и безопасность. Новые, опережающие рынок технологические внедрения, неизбежно сталкиваются с ограничениями действующей нормативно-правовой базы во всем мире. Возникают ситуации неопределенности в отношении законности новой технологии, извлечения данных, защиты информации и т.д. При этом влияние новых технологий и бизнес-моделей оказываются настолько велико, что становится практически невозможно соблюдать действующее законодательство и возникает «дефицит правоприменения».

В интересах развития инновационного потенциала внутри страны от законодательных органов требуется значительная гибкость и быстрая реакция на возникающие технологические и рыночные изменения, разработка критериев, чтобы новинки соответствовали требованиям законодательства, и разработка нормативно-правовой базы таким образом, чтобы она не препятствовала, а способствовала появлению новых технологий.

Интернет вещей является неизведанной территорией и привносит особенно сложные вопросы взаимодействия различных участников экосистемы между собой, совместного использования ресурсов и информации; сложность вызывают договорные отношения между партнерами, вопросы идентификации, прав на интеллектуальную собственность и пиратства в области технологий, вопросы защиты критической инфраструктуры, данных, кибербезопасности, а также вопросы таможенного регулирования в рамках формирования глобальных промышленных сетей.

Стандарты. В реализации проектов Интернета вещей важна координация всех участников экосистемы для согласования единых стандартов и требований к продукту, безопасности, бизнес-процессам. Вопросы стандартизации и безопасности должны быть частью всего производственного цикла, начиная от исследований и разработки дизайна, до производства и эксплуатации. Чтобы гарантировать возможность применения продукции в различных компаниях и отраслях и совместимость с различными IT системами. В противном случае переоборудование и модификация изделий или доработка ПО в случае несоответствия утвержденным стандартам или обнаружения ошибок в обеспечении безопасности может значительно увеличить стоимость и замедлить внедрение новых услуг.

Вопросы стандартизации важны также тем, что производство продукции на отдельном заводе, с соблюдением принятых международных стандартов, обеспечивает возможность выхода продукции на рынки других стран – локальное может стать глобальным, что увеличивает рынок и доходы компании и повышает экспортный потенциал.

«Богатая и открытая экосистема… Я надеюсь, вы слышали о том, что Microsoft является приверженцем сообщества разработчиков открытого ПО, открытых стандартов и интероперабельности. И все эти вещи также являются важной частью Интернета вещей.

По нашему мнению, IoT по большому счету является экосистемой. Это не игра, в которой победитель получает все. Весь мир будет заниматься IoT. Следовательно, взаимная совместимость и открытость очень важны в IoT для того, чтобы у клиентов и партнеров появилась возможность получить от него как можно больше преимуществ. Мы придерживаемся открытых стандартов и входим во многие консорциумы».

Из выступления представителя Microsoft на конференции IoT World 2020, США

Sam George — Director for Azure IoT, Microsoft.

Основные выводы: вызовы и перспективы внедрения проектов Интернета вещей в России

Технологические системы и оборудование промышленно развитых стран становятся интеллектуальными и объединенными. Предприятия интегрируются в глобальные промышленные сети для объединения сети производственных ресурсов и глобальных приложений.

Эту модель также называют «shared economy». Она строится на постулате о том, что в любой изолированной системе «эксклюзивное» использование ресурсов/устройств неэффективно, вне зависимости от того, насколько эти устройства/ресурсы технологически «продвинуты». И чем меньше такая изолированная система, тем менее эффективно используются в ней ресурсы, вне зависимости от того, насколько они технологически совершенны.

Поэтому задачей IoT является не просто подключение различных устройств (станков и промышленного оборудования, транспортных средств, инженерных систем) к сети связи, а объединение устройств в программно-управляемые пулы и предоставления пользователю не самих устройств, а результатов их использования (функций устройств).

Это позволяет кратно повысить производительность и эффективность использования объединяемых в пулы устройств относительно традиционной модели информационно изолированного их использования и реализовать принципиально новые бизнес-модели, такие как, например, контракт жизненного цикла на промышленное оборудование, контрактное производство как сервис, транспорт как сервис, безопасность как сервис и другие.

Достигается такая возможность за счет реализации модели облачных вычислений, применительно к физическим объектам (устройствам, ресурсам, оснащенным встроенными интеллектуальными системами). В отличие от проприетарных (закрытых) систем автоматизации, к IoT-платформе, используя открытые API, может быть подключено неограниченное количество и номенклатура устройств и любых других источников данных, а эффект «больших данных» позволяет совершенствовать алгоритмы анализа данных с использованием технологий машинного обучения.

То есть Интернет вещей – это не особенные высокотехнологичные устройства, а иная модель использования уже имеющихся устройств (ресурсов), переход от продажи устройств к продаж их функций. В модели IoT, используя ограниченную номенклатуру уже установленных устройств, можно реализовывать практически неограниченный функционал устройств без необходимости внесения изменений (или с минимумом таковых) в сами устройства, и таким образом добиваться максимальной утилизации этих устройств. В принципе, достижение 100%-й эффективности в таких системах ограничено лишь несовершенством алгоритмов автоматического управления ресурсами. Для сравнения, утилизация устройств в традиционных изолированных системах находится, как правило, на уровне 4-6%.

Таким образом, можно сказать, что внедрение Интернета вещей не требует внесения значительных изменений в сами подключаемые устройства, и, как следствие, капитальных затрат на их модернизацию, но предполагает необходимость кардинального изменения подходов к их использованию, состоящих в трансформации методов и средств сбора, хранения и обработки данных о состоянии устройств и роли человека в процессах сбора данных и управлении устройствами. То есть внедрение Интернета Вещей требует изменения подходов к созданию и использованию автоматизированных информационных систем управления (АСУ) и общих подходов к управлению предприятиями и организациями.

Основным вызовом в среднесрочной перспективе для России является угроза утраты конкурентоспособности на мировой арене по причине отставания в переходе на экономику совместного использования, технологической основой которой является модель Интернета Вещей, что выразится в увеличении разрыва по показателю производительности труда от США, с четырехкратного в 2015 году до более, чем десятикратного в 2023 г.

А в долгосрочной перспективе, в случае непринятия адекватных мер, — возникновение практически непреодолимого технологического барьера между Россией и ведущими технологическими державами, делающими ставку на внедрение высокоэффективных технологий и сервисных моделей развертывания, эксплуатацию информационно-коммуникационной инфраструктуры и программных приложений, таких как виртуализация сетевых функций и автоматическое программное управление ими. Это может привести к сокращению объема потребления ИКТ в России в денежном выражении более, чем в два раза в 2023 году по отношению к 2015 году и технологической деградации развернутой в стране ИКТ-инфраструктуры, а также к изоляции российских разработчиков ИКТ от участия в активно развивающихся в настоящее время глобальных экосистемах разработки и тестовых средах.

В оптимистичном сценарии, появление и ускоренное внедрение принципиально новых бизнес- и сервисных моделей в идеологии IoT с учетом государственной поддержки и в сопровождении НИОКР, а также возможность создания открытой конкурентной экономики техническими средствами, опирающимися на принципиальное изменение роли ИКТ в управлении производственными предприятиями, будет являться ключевой точкой роста промышленности и экономики России на ближайшие три и последующие годы.

Если учесть, что по показателю производительности труда, то есть по интегральному показателю эффективности использования ресурсов, Россия отстает в 4-5 раз от США и Германии, то потенциал роста для нашей страны кратно выше, чем у так называемых развитых стран. И этот потенциал необходимо использовать, благодаря совместным, хорошо скоординированным усилиям государства, бизнеса, игроков, научных и исследовательских организаций.

Очевидно, экономический кризис будет подталкивать российский бизнес к реализации проектов повышения эффективности. Если учесть, что переход на использование IoT-модели позволяет повысить ее в разы, а не на доли процентов, причем практически без капитальных вложений в модернизацию основных фондов, то, консультанты Json & Partners Consulting рассчитывают уже в этом году увидеть не единичные «истории успеха» новых IoT-проектов в России.

С чего начать IoT (советы лидеров рынка IoT):

«Мой совет компаниям и партнерам: начинайте сейчас, начинайте с малого, начинайте с небольших исследований в этой области, чтобы хоть как-то познакомиться с IoT. Если год назад все как бы приценивались, то сейчас все говорят: о Боже, наши конкуренты делают уже что-то в IoT. Он здесь, это новая норма. Это будет еще один вычислительный метод. В общем, начинайте с малого».

Из выступления представителя Microsoft на конференции IoT World 2020, США

Sam George — Director for Azure IoT, Microsoft.

Первое, нужно предварительно найти новую идею, вещь или приложение или то, что вы хотите делать, и решить идете ли на вертикальные рынки или в массовый сегмент, будет ли это компонент большой экосистемы. Будьте уверены, что это на самом деле инновационный продукт. Если бы у меня была такая идея, я бы оценил перспективы, подсчитал полные расходы, посмотрел бы на возможность увеличения. И если это только незначительное улучшение, то есть огромное поле для деятельности. Найдите другую идею и двигайтесь дальше.

Из выступления представителя Silver Spring Networks на конференции IoT World 2020, США

Eric Dresselhuys — Executive Vice President, Global Development

«Компании должны думать масштабно, но в то же время можно найти небольшие проблемы, которые надо решать, чтобы приобрести движущую силу, окупить инвестиции в Интернет Вещей. А поставщикам я хочу сказать: найдите вашу сверхспособность и ищите других партнеров, которые смогут дополнить ее. Хотя Hitachi является промышленной компанией и огромным конгломератом, мы вступаем в партнерские отношения, потому что на рынке нам нужны партнеры, чтобы предоставлять решения Интернета Вещей».

Из выступления представителя Hitachi на конференции IoT World 2020, США

Sara Gardner — Chief Technology Officer, Social Innovation / IoT Business Unit

«Есть много проблем, которые предстоит решить. Когда я смотрю на стартапы, начинающих предпринимателей, я задаю ключевой вопрос: какие вопросы вы решаете из тех, которые я еще не решил? Какие проблемы вы можете решить быстрее, чем я? И если вы можете доказать, что можете это сделать, то я обеими руками за, я в деле. Есть столько перспектив и сложных задач в этой области, а мы еще только на поверхности. Решайте эти задачи».

Из выступления представителя Schneider Electric на конференции IoT World 2020, США

Michael MacKenzie — Vice President, IoT Platform Delivery

«С моей точки зрения, есть два аспекта. Первое – Интернет Вещей не является заменой знаний в предметной области, вы должны быть экспертом и тогда Интернет Вещей поможет ускорить ваши решения для клиентов. И второе – нам надо отстраниться и посмотреть на влияние Интернета Вещей на ваших сотрудников. Потому что ваши служащие будут влиять на ваше продвижение. Нужно найти золотую середину между ИТ-профессионалами, инженерами и специалистами по обработке данных. Без этого невозможно получить экспертный опыт от ключевых партнеров, и вы не сможете полностью использовать ценность Интернета Вещей».

Из выступления представителя Johnson Controls на конференции IoT World 2020, США

Terrence Nadeau — Vice President, Global Procurement

Если кто-то хочет попробовать это, погуглите git hub, Connect the Dots и Windows IOT. Вы попадете на этот сайт, выполните предложенные шаги, у вас уйдет один вечер, чтобы создать IOT hub на Microsoft Azure, подключить Raspberry Pi. За один вечер вы сможете создать Интернет вещей с начала до конца. И это была самая безболезненная установка от Microsoft в моей жизни.

Еще об одном, что узнал сам, хочу рассказать всем: создавайте события в ваших данных, как можно чаще, делайте то, что создает события. Когда дойдете до фазы машинного обучения, вам нужно будет как можно больше вещей, которые машина сможет распознать и «схватить».

Создайте штрих-коды, чтобы можно было распознать устройства в структуре данных. Мы также говорили о применении датчиков ID и считывателей ID. При создании как можно большего числа событий, необходимо создать базовую точку для проведения аналитики данных. Это окупится.

Из выступления представителя Baker Hughes на конференции IoT World 2020, США

Blake Burnette — Director, Equipment Research and Development

При внедрении проектов Интернета вещей российским участникам этого рынка, консультанты J’son& Partners Consulting рекомендуют принимать во внимание зарубежный опыт его применения, и в своих бизнес-планах ориентироваться на достижения показателей эффективности реальных примеров внедрения.

По мнению консультантов J’son & Partners Consulting, для России первоочередными сферами применения инновационной идеологии Интернета вещей станут промышленность, транспорт, сфера ЖКХ, агропромышленный комплекс и городское хозяйство.

Консультанты J’son & Partners Consulting готовы оказать консультационную, информационную и аналитическую поддержку всем заинтересованным участникам формирующейся экосистемы Интернета Вещей в России при формировании стратегии, бизнес-плана, расчете бюджета, кейса, Технико-Экономического Обоснования, а также внедрении проектов Интернета Вещей.

Дополнительную информацию по перспективам развития Интернета Вещей в мире Вы можете найти на нашем портале JSON.TV, посвященном передовым технологиям, в специальной рубрике IoT World

Команда консультантов J`son & Partners Consulting побывала на крупнейшей конференции по Интернету Вещей — Internet of Things World 2020 (организатор Informa Group), проходившей в Кремниевой долине в мае этого года, и на правах информационного партнера предоставляет Вашему вниманию собственноручно переведенные материалы ключевых выступлений: http://json.tv/ict_news/IoT_World

Детальные результаты исследования представлены в полной версии Отчета:

Мировой опыт и перспективы развития Индустриального (Промышленного) Интернета Вещей в России.
Российский рынок распределенных систем и сервисов телеметрии в 2015 году,
перспективы его трансформации в рынок промышленного Интернета Вещей в России

Обращаем Ваше внимание, что полные версии исследований являются платными. Заказать любой из Отчетов Вы можете, обратившись по адресу: news@json.tv или по телефону: +7 926 522 51 19

Комментарии участников форума Internet of Things World, 10 – 12 мая 2020 года, Санта Клара, США о применениях Интернета вещей в различных индустриях:

На IoT World 2020 мы официально объявили о формировании Hitachi Insight Group, которая консолидирует все прежние активности Hitachi в сфере Интернета вещей, выступая единым центром компетенций и коммерциализации IoT по всему миру. По итогам 2015 года выручка Hitachi, так или иначе относящаяся к решениям и услугам IoT, превысила $5,4 млрд. Заказчикам доступно 33 коммерческих IoT-решения.

Что касается промышленного сектора, то одним из моих самых любимых примеров использования IoT является наша крупная фабрика в Японии под названием Omika Works. Вы знаете, Hitachi – очень большая индустриальная компания с тысячами производственных объектов, поэтому «мы пьем собственное шампанское». И мы поняли, что занимались Интернетом вещей задолго до того, как такой термин вообще возник. На заводе Omika Works в Японии, к примеру, мы установили IoT-датчики практически везде – MEMS (Microelectromechanical systems), RFID, занимались видео аналитикой. Таким образом внедрение IoT привело к снижению производственных затрат примерно на 30%.

Это большой и многообещащий фокус для работы моей команды, с глобальной точки зрения. Особенно принимая во внимание европейскую инициативу Industry 4.0 и Германию с ее мощной производственной базой, а также США и Японию, где существуют похожие инициативы. Так что в целом мы видим новые большие возможности для IoT, особенно на традиционных рынках, таких как промышленное производство, и вскоре планируем вывести решение Optimized Factory Solution на глобальный рынок.

Если говорить об IoT и прорывных бизнес-моделях в промышленном производстве, то есть уже много примеров, как производители обуви и одежды делают ставку на выпуск персонифицированной продукции. Конечно, они шьют обувь не только по вашему размеру, но она подходит именно вашим ногам. Чтобы позволить себе все эти инновации, вам нужно значительно повысить эффективность. И это не 1-5 процентов. Вы должны сделать что-то принципиально новое…Или другой пример – Harley Davidson, который сократил сроки исполнения индивидуальных заказов (3000 вариантов компоновки мотоцикла, его дизайна, окраски и отделки) с 21 дня до 6 часов. Мы не строили новых заводов, лишь внедрили у них новое программное обеспечение…

Массовому производству необходима массовая кастомизация, — в этом убеждены многие страны. Я верю, что это может изменить всю расстановку сил на рынке, где производство старым способом уходит в прошлое. И это не что-то, что мы делаем в одиночку, в направлении Open Integrated Factory мы работаем со множеством партнёров. И снова — важна высокая скорость реагирования, микросекундная задержка, прямая связь с оборудованием, управление продуктом и . владение всей информацией…Не останавливайтесь на dashboard и аналитике при внедрении IoT, идите дальше, — меняйте порядок работы, производства, обслуживания, доставки. Боритесь за своего клиента! Вносите по-настоящему стоящие коррективы в свои бизнес-модели. Делайте свои бизнес-процессы более эффективными, и затем отправляйте информацию обратно, в другой конец цепочки создания стоимости, все быстрее и быстрее.

Традиционные MES-системы используют очень иерархичный подход к управлению платформенными системами. Идея с использованием IoT здесь заключается в том, что мы больше не обязаны передавать данные последовательно с уровня на уровень — мы можем обойти иерархию, передавая данные с датчика в ERP или напрямую в SCMS и т.д. Конечно, не всегда в этом есть необходимость, но это действительно очень интересно и дает дополнительную ценность сразу в нескольких областях.

Прежде всего, это «умное» оборудование. Я полагаю, что в течение следующих 5 лет большая часть умного производственного оборудования будет работать в новом облачном сервисе совместно с уже существующим оборудованием (legacy). Поэтому, на мой взгляд, основная часть нашей работы здесь должна заключаться в том, чтобы превратить устаревшее оборудование и платформы в «умные» решения, способные также передавать данные в облако. Еще одна широкая область использования — predictive analytics. Мы работаем вместе с Microsoft, внедряем machine learning. Безусловно, это имеет большую ценность для тех, кто занимается предиктивным техническим обслуживанием, ростом эффективности и производительности в промышленности.

Оценки, которые мы провели с нашими экосистемными партнерами, обеспечивают потенциальную ценность ипользования промышленного IoT в $3.8 трлн…Очевидно, что достигнуть такой величины достаточно сложно и нам потребуется для этого провести большую совместную работу….Для этого необходима совместная работа со стороны стейкхолдеров эксплуатационных и информационных технологий, которые должны более эффективно сотрудничать, чтобы заполнить пробелы между двумя этими областями…Потому что не важно, имеете ли вы один сенсор за $10 или целый завод, генерирующий гигабайты данных в минуту, — в любом случае вам необходима простая структура, простой способ безопасной передачи этих данных обычным способом – надеждная IoT-платформа.

Как производитель оборудования, вы стремитесь к осуществлению его диагностики в реальном времени или с незначительной задержкой. Также вы хотите осуществлять сбор данных на своих условиях, получать детализированные отчеты и использовать эти данные в своей продукции, при создании следующего поколения оборудования. Но срок эксплуатации (life cycle) оборудования меняется. Раньше после создания машины, трактора или поезда проходило 5 лет, прежде чем создавались новые. Эта модель уже начинает меняться, потому что значительную часть того, что представляет из себя оборудования сегодня, составляет ПО (software).

Находя вещи, которые вы можете оптимизировать в этом оборудовании, вы загружаете новое ПО в оборудование, что приводит к постоянным изменениям функциональности этого оборудования. Следовательно, добавляя возможности сетевого взаимодействия (IoT-connectivity) в такую технику как автомобили, тракторы, краны и т.д., вы меняете способы их создания и предложения. Постоянно появляются новые функции, и вы можете предлагать их вашим клиентам мгновенно.

Кроме того, полезные данные нужны и крупным лизинговым компаниям, сдающим в аренду оборудование и технику для строительных площадок, с/х ферм и т.д. – о загруженности, кто и как его использует, надлежащим ли образом, не нарушают ли гарантийных условий и т.д. Данные поступают оператору арендуемой техники, обеспечивают его информацией, которая позволяет им не только оптимизировать свою работу, но и изменить бизнес-модель. Теперь можно сдавать этот кран в почасовую аренду или гарантировать уровень работоспособности, предлагать расширенную гарантию. Таким образом, под влиянием IoT бизнес-модель компаний, сдающих технику в аренду, также меняется.

Сегодня мы уже подключаем все наши новые чиллеры (водоохлаждающие машины промышленного уровня), собирая с них данные. Кроме того, мы делаем это и со всей нашей обширной базой установленного оборудования, так как некоторым нашим холодильным аппаратам уже более 30 лет. Мы добавляем connectivity к ним, чтобы понимать все аспекты использования: где они находятся, у каких они клиентов, каков их КПД, эффективность и т.д. Мы собираем эти данные, у нас появляется возможность дополнить их продвинутой предиктивной аналитикой.

Мы можем предсказывать потребности наших клиентов в сервисе и обслуживании, интегрируя эти данные в процесс планирования поставок. Я могу мгновенно отреагировать на эти потребности, что в конечном итоге помогает нашим клиентом. С точки же зрения моего подразделения материально-технического обеспечения, я могу размещать только необходимое оборудование только на нужных складах и только в нужных местах. Это значительный выигрыш в рамках всей цепочки формирования стоимости.

(По данным J’son & Partners, по итогам подключения первой очереди из 3000 чиллеров Johnson Controls на начало 2020 г., среднее время устранения неполадок снизилось на 65%, а общее число случаев выхода из строя оборудования сократилось на 66%. Компания стала заключать на 10% больше договоров на обслуживание).

Интернет Вещей для Schneider Electric не является новинкой. Мы работаем в сфере Интернета Вещей с 1996 года. Мы были первой компанией в автоматизации, которые осознали его ценность. В то время все автоматизированные системы, SCADA системы работали по собственным протоколам, ModBus, Profinet и т.д. У всех были собственные базы данных. Мы почувствовали, что миру нужна IT революция, чтобы устройства связывались друг с другом не по собственным протоколам, а через мир IP (интернет-протоколов).

За последние 5 лет многие приложения для работы разрабатываются в открытой «облачной» среде. К примеру, у вас есть множество промышленных заводов, но нет информации по тем устройствам, которым более 30 лет, у которых нет даже дисплея. С помощью решения Augmented Operator, сотрудник может направить смартфон или планшет на коткретное оборудование, увидев что с ним не так. Он может получить доступ ко всем руководствам и инструкциям по его обслуживанию, — по сути, оператор дополняется технологиями Интернета Вещей. Другой пример — приложение Smart Glance, в котором на планшете или смартфоне выводится аналитика в реальном времени о том, что происходит с системой.

Приведу пример реального клиента. Компания DUKE energy является одним из крупнейших клиентов. У них 72 завода и т.д. Мы сделали в сотрудничестве с ними прогнозную аналитику в сфере автоматизации энергопользования. За год экономия составила 5 млн. долларов. Такая аналитика создаёт стоимость через применение ПО и приложений в сфере предиктивной аналитики.

Подробности см. в специальном разделе JSON.TV по итогам посещения IoT World 2020

Комментарии российских участников рынка о примерах реализации проектов Интернета вещей

Для «Ростелекома» индустриальный интернет – одно из пяти главных направлений стратегического развития, и в последний год компания уделяет этому направлению завидное внимание. Фактически, мы уже закончили формирование отдельной бизнес-вертикали – дирекции по индустриальному интернету, определили опорные центры компетенций внутри группы Ростелеком, формируем сеть партнёров, без которой сборка проектов в интересах конкретных заказчиков практически невозможна – мы не можем подменить собой все отраслевые компетенции.

Если говорить о нашем предложении, то оно в большей степени фокусируется на секторах промышленности, энергетики, транспорта: «промышленный интернет» в прямом понимании этого термина (но, разумеется, не ограничиваясь). Как правило, разговор с заказчиком всегда ведётся по двум направлениям. Первое, это оптимизация существующих производственных систем за счёт внедрения решений «интернета вещей», от построения цифровых моделей и перехода на цифровую документацию изделий – до мониторинга производственного оборудования и построения прогнозных моделей, позволяющих предсказывать нештатные ситуации и аварии. И второе, создание «умных» изделий, подключенных к своим «цифровым двойникам» – наиболее инновационная составляющая индустриального интернета, подразумевающая переход на совершенно другую экономику поставщика продукции. Уже сейчас мы прорабатываем и реализуем проекты в двигателестроении, транспортном машиностроении, генерации и распределении электроэнергии, нефтегазовом секторе.

Основные сложности, с которыми сталкиваемся на практике. Первое, это ожидаемо консервативное отношение к ИКТ-составляющей проектов с точки зрения информационной безопасности: компании не готовы передавать технологическую информацию за периметр предприятия для обработки во внешних ЦОДах, пусть и защищённых. А это ставит очень серьёзный барьер для создания именно промышленных сетей, влияющий негативно на экономику проектов. Второе, это сложность смены парадигмы мышления для отечественных индустриальных компаний, которые уже готовы предметно говорить о применении индустриального интернета для оптимизации собственных технологических процессов и инфраструктуры, но с точки зрения бизнеса – практически не готовы обсуждать переход на выпуск и предоставление по сервисной модели «умных» изделий.

В России рынок индустриального интернета только формируется, поэтому для него вполне характерны все традиционные признаки развивающихся рынков и технологий: много попыток осознать, много обсуждений, мало практических результатов, но главное – отсутствие практики реализованных проектов позволяет сохраняться завышенным ожиданиям участников рынка индустриального интернета относительно простоты и скорости внедрения конкретных решений. Кроме того, в нашей стране, учитывая влияние государства на экономику, роль государственных институтов в формировании спроса на потребление высокотехнологических решений, традиционно очень значима.

Поэтому, чтобы консолидировать различные активности, сформировать для государства повестку, «привести к общему знаменателю» мнения и устремления достаточно разнородного сообщества индустриального интернета (к нему относятся и отраслевые компании, и телеком-операторы, и игроки ИТ-рынка, и институты развития и т.д.) мы выступили с инициативой создания Национального консорциума индустриального интернета – площадки для кооперации различных заинтересованных участников в целях системного и ускоренного формирования рынка. Эта инициатива получила поддержку Президента Российской Федерации и в настоящее время реализуется в виде вполне конкретного некоммерческого партнёрства – Национальной ассоциации участников рынка промышленного интернета (НАПИ).

См. видео интервью с Борисом Глазковым на JSON.TV

Российская промышленность и другие отрасли — транспорт, сельское хозяйство, ЖКХ и т.д., сегодня находятся на переходном этапе. Практически исчерпаны два задела — советские индустриальные и инфраструктурные мощности в значительной степени изношены или исчерпали свой ресурс, а золотой дождь нефтяной ренты, щедро проливающийся последние 10 лет завершился. Как мы можем увидеть, на эти деньги многое сделано, но зачастую в рамках старого технологического уклада, когда старые станки заменялись на новые по той же технологии, а дороги строились так, чтобы их можно было регулярно ремонтировать.

Однако за эти годы выросло и вышло на работу новое поколение управленцев и инженеров, для которых информационные технологии являются естественным и важным элементом жизни и работы. В этом смысле в России есть главное — ментальная готовность к внедрению умных систем во всех сферах. Уверен, что в ближайшие годы начнут раскрываться рынки промышленного интернета и интернета вещей практические в каждой области и тому есть уже сегодня множество предвестников. Например, наличие в стране собственного доминирующего поисковика Яндекс и компетенций по большим данным. Подготовлен федеральный закон о телемедицине, внедряется федеральная программа «Безопасный город», существует очень хорошая сеть покрытия сотовой связи с интернет доступом по недорогим тарифам, работает собственная спутниковая группировка глобального позиционирования ГЛОНАСС, есть внимание первых лиц государства.

Конечно, рынок пока очень мал, но с низкой базы хорошо расти. Для формирования цивилизованного рынка и диалога его участников с государством и появляются такие институты, как НАПИ, востребована аналитика и исследования. Многие компании сегодня формируют свои стратегические программы модернизации и инвестиционные планы с использованием технологий промышленного интернета. Будущее наступает очень быстро и мы хотим быть готовыми.

См. видео интервью с Виталием Недельским, НАПИ

В настоящее время Интернет Вещей уже представляет собой инновационный «мейнстрим» во всех индустриях. Это касается таких областей применения как Промышленный Интернет, Умные Города, Корпоративные Информационные Технологии и др. Начало было положено 2-3 года назад всплеском интереса к мобильным технологиям, прошедшим с того момента огромный путь от частных экспериментов в формате Bring Your Own Device до четко сформулированной стратегии корпоративной мобильности. Вместе с тем, количество подключенных устройств постоянно растет, информационный периметр организации увеличиваются, вместе с ним растут возможности и угрозы. В настоящее время большинство крупных государственных организаций, промышленных предприятий и корпораций формулируют свою повестку в области Интернета Вещей.

Основной рыночной возможностью являются электронные сервисы во всех сегментах рынка — B2G, B2B и B2C. Конкуренция на этих рынках демонстрирует всю причудливость Юберизации — в конкуренцию за карман пользователя вступили несколько классов дотоле несвязанных игроков — мобильные операторы, банки, поисковики. И если на мобильном рынке степень проникновения технологий уже крайне высока, то в области телематики революция только предстоит — мы существенно отстаем от других стран по уровню внедрения телематики и М2М.

Вместе с тем, мы уже столкнульсь с «оборотной стороной» использования Интернета Вещей. Вопросы Информационной и Кибербезопасности уже вышли на первый план и активно дискутируются в обществе. Сценарии кибертеррора, киберпреступности и киберхулиганства становятся все более сложными и даже становятся политическим феноменом. К сожалению, до настоящего момента отсутствую связные метрики градации и оценки угроз. В этой связи крайне важна экономическая оценка рисков безопасности — с целью выбора правильной стратегии построения и управления инфраструктурой предприятия.

Уважаемые коллеги, также на правах информационно-аналитического партнера, приглашаем вас принять участие в Форуме «Интернет Вещей», который состоится 22 сентября 2020 г. в Медиацентре МИА «Россия сегодня» (Москва, Зубовский бульвар, дом 4). Генеральные партнеры Форума: «Ростелеком», РВК и Samsung.

См. видео интервью в Андреем Тихоновым, «Тайзен.ру»

Как показывает практика, объем и успешность бизнеса от количества вещей зависит все-таки мало – куда более значимой составляющей бизнеса является продуманная бизнес-модель, которая позволяет получать хорошую прибыль. Именно бизнес-модель – самое узкое место, а не количество устройств, не связь, не архитектура и не наличие системных интеграторов. В России же отсутствие бизнес-моделей – национальная особенность, поэтому зачастую даже проекты с большими инвестициями обречены на провал.

Каждый электрик должен знать:  Щелкает электрощит, когда включается мощная нагрузка причина

Я считаю, что невысокий уровень проникновения Интернета вещей в российскую промышленность связан именно с этой особенностью отечественного бизнеса. Так исторически сложилось, что в нашей стране всегда уделялось больше внимания непосредственно производственному процессу, а остальные составляющие оставались на периферии. И это отнюдь не менее важные процессы – разработка продукта, сбыт и так далее. На Западе для описания всего комплекса этапов выпуска продукта применяется специальный термин – manufacturing engineering.

Корни этой российской проблемы кроются еще в прошлом веке. После тяжелых 90-х годов у предприятий появились деньги, которые были инвестированы в модернизацию производственных линий – в их автоматизацию, роботизацию и прочее. Результатом этого стал дисбаланс: производство шагнуло вперед, а процесс разработки изделий остался на прежнем, далеко не самом лучше уровне. Плоды такой стратегии мы пожинаем и сейчас: в России много предприятий с идеально выстроенными и технологически совершенными производственными линиями, однако их продукция не пользуется спросом на рынке.

Еще одна связанная с этим проблема российских предприятий – отсутствие сотрудника, несущего персональную ответственность за успешность продукта на рынке. Есть руководители, отвечающие за выпуск продукции, за IT, за продажи, за маркетинг – но все они существуют обособлено. На Западе – в особенности на крупных предприятиях – принципиально иной подход: там зачастую не знают, кто такой IT-директор, зато у них есть должность VP of engineering – это как раз тот специалист, который единовластно ответственен за успешность определенного продукта или процесса.

Я уверен, что российской промышленности надо принципиально менять подход к выпуску продукции и Интернет вещей – тот инструмент, который позволит это сделать. В рамках ежегодной промышленной выставки «Иннопром» в этом году мы демострировали, какие преимущества IoT может дать при создании продукта. К примеру, с помощью дополненной реальности можно уже на этапе разработки продукта увидеть, как будет выглядеть тот или иной узел или изделие целиком, оценить потенциал еще до запуска в производство, что приведет к серьезной экономии, если понадобятся доработки. Интернет вещей позволяет использовать данные с уже эксплуатируемых устройств при создании новых видов продуктов – это тоже повышает конкурентоспособность выпускаемых изделий.

Конечно, если предприятия согласны довольствоваться лишь специнвестконтрактами, при которых вся интеллектуальная собственность остается на Западе, а в России осуществляется только сборка – можно забыть об Интернете вещей. Если же руководство компании хочет, чтобы ее товары покоряли не только локальный рынок, стали бы конкурентоспособными, а спрос на них существовал и за пределами России, то необходимо инвестировать не только непосредственно в производство, но и в manufacturing engineering, а значит – и в Интернет вещей, за которым будущее. Стратегия PTC в России на данном этапе направлена именно на то, чтобы помочь отечественным предприятиям измениться и благодаря этому открыть дополнительные точки роста и получать прибыль.

См. видео интервью с Андреем Шолоховым, PTC

Россия традиционно сильна хорошими специалистами в автоматизации. В некотором смысле, можно говорить о том, что индустриальный Интернет вещей – это продолжение задач автоматизации. Мы видим, что в России с каждым годом появляется все больше технологически сильных компаний и стартапов, в том числе использующих облачные платформы.

Термин Интернет вещей совсем не новый, и появился он не год и не два назад: концепция была сформулирована в конце 90-х годов XX века. Но особое внимание он начал привлекать несколько лет назад. Одной из причин я бы назвал появление облачных платформ, которое простимулировало его развитие. Для создания решений Интернета вещей, а также их эффективного функционирования во многих случаях необходима работа на глобальном уровне, а также гибкость и масштабируемость ресурсов – все это можно получить, разместив их в облаке.

Телеметрия активно используется в автомобильном бизнесе, логистике, в области финансов и торговли, а также для «умных домов» и «Интеллектуальных зданий». Интересным примером умного здания может служить штаб-квартира Deloitte Touche Tohmatsu Limited (Deloitte) в Амстердаме. Она появилась благодаря сотрудничеству различных ИТ-компаний и разработчиков, в частности Microsoft.

Здание спроектировано таким образом, чтобы быть максимально энергонезависимым и экологичным. Например, в решении было произведено объединение электропроводки с Ethernet, что делает каждую лампу объектом интернета вещей, при этом каждая третья является мощным сенсором, способным понять, что происходит вокруг. В результате здание заранее узнает о приезде сотрудников, анализирует его планы и готовит в соответствии с ними расписание и т.п.

В первую очередь, необходимо отметить, что сегодня проекты М2М активно реализуются во всех отраслях, даже в сегменте потребительской электроники, чего раньше практически не было в России. Например, в конце прошлого года компания EasyFrame запустила собственный проект с цифровыми фоторамками на базе сервисов «Билайн». Также сейчас большой интерес к решениям с POS-терминалами. Однако наиболее успешные и большие проекты традиционно связаны с тремя направлениями развития: автомобили, безопасность и промышленность. Именно эти направления в ближайшие 3-5 лет будут формировать до 80% всего рынка и получат наиболее динамичное развитие. В этом делении мы достаточно схожи с общемировыми тенденциями и видим большой интерес заказчиков и разработчиков в каждом из сегментов. В последние два года крупные игроки рынка ИТ, в том числе международные, также начали продвигать эти решения, при этом делая серьезный упор на решения для «Умного» города. Однако, по нашим данным, таких проектов не так много и потенциал роста этого рынка может быть исчерпан за 2-3 года.

Лидером роста является автомобильная отрасль, при этом, несмотря на спад в экономике и резкое снижение продаж новых автомобилей, можем отметить, что бизнес продолжает динамично расти. В частности, наши совместные проекты с Meta System, где мы являемся технологическим партнером для решений в страховой телематике и мониторинге транспорта в РФ и Европе. Наверное, это можно назвать на сегодня самым успешным совместным проектом в области IoT нашей компании. Мы надеемся, что вместе с ростом рынка количество таких решений будет возрастать и в других отраслях будут появляться технологические лидеры с собственными решениями.

МТС сегодня является, пожалуй, самым опытным экспертом в области IoT среди российских операторов связи. Мы разработали и предложили рынку продукты и услуги для М2М в составе единого предложения около 10 лет назад и за это время накопили глубокую экспертизу в решениях из области интернета вещей. Первые запросы на сбор и обработку М2М-данных исторически приходили от транспортных и охранных предприятий, для них мы и разработали первые в стране специальные телематические тарифные планы. Транспорт до сих пор остается самой массовой отраслью применения в России и большая часть «умных» автомобилей подключена именно к сетям МТС. В последние годы МТС активно развивал данное направление и сейчас имеет в своем портфеле достаточно широкий спектр предложений – от услуг по управлению соединениями до готовых продуктов для ряда отраслевых сегментов.

Как лидер по числу корпоративных клиентов в России, мы видим потребности компаний. Сегодня вместо простой передачи данных клиентам нужны решения на стыке IT-сервисов и операторских продуктов. Поэтому в качестве стратегического направления МТС первой из операторов выбрала системную интеграцию. Мы прошли короткий путь от фиксированной и сотовой связи, SIM-чипов и термо SIM-карт, к комплексным отраслевым цифровым решениям под ключ. Обладая экспертизой в области финансов, системной интеграции, электронной коммерции, имея собственные центры хранения и обработки данных, МТС предоставляет клиентам комплексные цифровые отраслевые решения, в том числе, на основе облачных технологий и решений M2M/IoT. Идя за потребностями клиентов, МТС перестала быть привычным сотовым оператором и выбрала путь трансформации в IT-компанию.

Комплексные решения предполагают обработку большого объема дынных и требуют скоростных сетей. По итогам первого полугодия 2020 года трафик в LTE-сетях вырос в 1,6 раз – результат синергии М2М/IoT и LTE. Гибкие решения на основе скоростных сотовых сетей замещают проекты на базе проводного интернета. Данные Роскомнадзора говорят, что МТС к началу года располагала крупнейшей LTE-сетью в стране, что позволяет намобъединить в одну систему разветвленную офисную сеть, складские помещения, логистику, системы безопасности. Мобильный интернет в России постепенно становится основным каналом связи для интернета вещей. Это наблюдается и в массовом сегменте: носимые гаджеты, потребительская электроника, автомобили с подключенными к интернету бортовыми компьютерами. Мы активно работаем не только на рынке B2B, но и на рынке В2В2С, и видим в нем большой потенциал: как в области «умного дома» – запуск продажsmart-техники с Redmond, «умного страхования» – проект c InTouch, так и в других сферах жизни, уже неразрывно связанных с IoT.

По нашим оценкам, число проводных и беспроводных М2М устройств в В2В и B2G секторах возрастет в России в 2,5 раза уже в следующие несколько лет. «МегаФону» удается развиваться быстрее рынка: по итогам первого полугодия 2020 года абонентская база «МегаФона» в сегменте В2В по М2М увеличилась на 72% и превысила 2,3 млн сим-карт. Компания растет быстрее рынка за счет качественного сервиса и выгодных предложений для клиентов. M2M-сервисами пользуется уже каждый 6-й корпоративный клиент «МегаФона».

Мониторинг транспорта по-прежнему остается сферой наиболее активного применения M2M-решений: из общего количества телематических sim-карт «МегаФона» около половины используется в этой сфере. Выручка в этом сегменте по итогам полугодия выросла на 357 процентных пункта и составила 8,2% выручки от M2M-услуг «МегаФона».

Абоненты M2M генерируют около 2,5% трафика в корпоративном сегменте «МегаФона», это на 0,8 п. п. больше, чем год назад. Объем М2М-трафика увеличился год к году в 2,6 раза.

Мы представлены во всех сферах применения IIoT, но основной объем M2M-трафика приходится на крупных корпоративных клиентов в области ТЭК и транспорта. Основными же проектами, позволившими нам достичь высоких показателей роста, являются Эра-ГЛОНАСС и «Платон» с РТИТС.

В портфолио «МегаФона» есть М2М-решения и «широкого профиля» для любой сферы бизнеса, и индивидуальные продукты под потребности отрасли или клиента. Мы активно работаем как над развитием своих собственных М2М/IoT продуктов, так и партнёрских платформенных решений.

В ближайшей перспективе основной рост, на наш взгляд, будет приходиться на недорогие решения со смартфоном в качестве точки доступа. При этом наибольший потенциал пока имеют M2M-сервисы, позволяющие обеспечить и сбор телеметрики, и, например, видеофиксацию в режиме реального времени, так что скорость передачи – критически важный фактор.

В ближайшем будущем к сети будут подключаться миллионы устройств, поэтому уже сейчас мы работаем над новыми решениями. Например, мы уже продемонстрировали работу нового стандарта NB-IoT, который позволяет снизить энергопотребление и увеличить число подключаемых устройств (до 100 000 к одной БС), улучшить покрытие и проникновение связи. Мы работаем над его развитием совместно с компанией Huawei.

См. видео интервью с Николаем Мазуром, директором по маркетингу корпоративного бизнеса «МегаФон»

Сегодня российский рынок Интернета вещей только начинает формироваться. Большинство компаний пока решают свои задачи по автоматизированному обмену и управлению данными за счет собственных решений и протоколов, которые, как правило, сложно расширять и интегрировать с внешними системами.

IoT открывает для телеком-операторов ряд новых возможностей в предоставлении телеком и не телеком-услуг, открывая новые точки входа в домохозяйства, возможности для участия в массовых проектах с вендорами, бизнесом и властями. Одним из наиболее очевидных направлений для операторов в этой связи становится реализация концепции интеллектуальной среды («умной дом», «умный офис», «умный город»), которая является подмножеством Интернета вещей.

Именно это направление видит для себя перспективным МГТС, которая уже начала внедрение элементов IoT на базе современной сети передачи данных по технологии GPON. Уже сейчас компания предлагает серийные решения услуг охранной сигнализации и облачного видеонаблюдения, ставшие востребованными благодаря простоте инсталляции и обслуживания. В этом году МГТС планирует пилотные проекты по телеметрии счетчиков контроля воды, света и электричества.

В целом телеком, создавая экосистему для IoT, двигается в направлении цифровизации и во многом становится игроком ИТ-отрасли, все глубже интегрируясь с вендорами и ИТ-разработчиками по созданию сложных систем.

В России на настоящий момент существует ряд факторов, мешающих широкому распространению решений «умного дома» и Интернета вещей в целом: отсутствия понимания практического применения со стороны большинства массовых пользователей, финансовые и психологические барьеры даже для тестирования подобных услуг, низкая покупательная способность, отсутствие интегрированных юридических и технических решений во взаимодействии с управляющими компаниями. Для реализации именно юридических аспектов в части разработки и принятия единой нормативной базы по внедрению новых типов датчиков, измерительных и управляющих систем в деятельность организаций ЖКХ особенно важна поддержка со стороны государства. Если устранить основные стоп-факторы, то можно утверждать, что потребителями данных услуг в России станут жители любого населенного пункта, где есть интернет-покрытие. В долгосрочной перспективе (10 лет), уровень проникновения элементов Интернета вещей в Москве может достичь до 30% от общего количества домохозяйств.

В целом операторам связи и заказчикам для построения современных и будущих комплексных решений в области IoT/IIoT необходимо участие технологического партнера, который обладает компетенцией и пониманием всех уровней и компонентов IoT и имеющего широкие возможности в области подбора правильного решения производителя платформы, разработки дополнительных компонентов и системной интеграции платформы в ландшафт заказчика – именно в этом состоит основная роль современных интеграторов в сфере проектов IoT.

«Техносерв» много и плодотворно работает над темой IIoT в рамках проектов по внедрению АПК «Безопасный город». Для Техносерва «Безопасные города» — это фундамент для «умных городов». Компания, работая на крупных проектах, как в госсекторе, так и в коммерции, смогла сформировать портфель передовых решений, который сейчас используется при внедрении решений «умного» и «безопасного города». Это интеллектуальные системы управления коммунальными сетями, системы технического мониторинга телекоммуникационной инфраструктуры, системы интеллектуального видеонаблюдения.

Наиболее яркими примерами реализаций решений, которые по духу и по технологии ближе «Умным городам» являются совместные с Ростелекомом проекты Техносерва в Курской, Вологодской и Архангельской областях, а также проходящий опытную эксплуатацию проект «Безопасного города» в Нижнем Тагиле. Уже сейчас в решениях закладывается инфраструктура не только систем автоматизации диспетчерских служб и мониторинга базовых угроз, но и мониторинга ЖКХ, управления транспортом, градоуправления.

В Нижнем Тагиле на опытных участках в школах внедрены системы телеметрии и управления общедомовыми приборами учета, которые объединены с общей системой управления безопасностью города и в случае внеплановой остановки и аварийного срабатывания датчиков на насосном или котельном оборудовании моментально передают сигнал в ЕДДС (Единую дежурно-диспетчерскую службу).

В Курске и Вологде системы интеллектуального видеонаблюдения позволяют детектировать угрозы общественной безопасности, например, оставленные предметы, хлопки и взрывы, возгорание, и незамедлительно формировать событие в системе для диспетчера ЕДДС. Причем, как в случае с мониторингом ЖКХ, так и в случае с камерами видеонаблюдения или датчиками, информация о событии поступает к диспетчеру уже в категоризированном виде: с автоматически-определенным типом события, сценарием реагирования, прогнозом развития, данными геоинформационной системы по объекту и объектам в зоне происшествия.

Сейчас, на базе «Безопасных городов» мы строим фундамент «умных городов». Дальнее развитие инфраструктуры мониторинга, подключение к ней как можно большего количества IP-устройств на территории города, развитие систем управления, настройка межведомственного взаимодействия и сближение с населением за счет информирования, активного вовлечения в управление, предоставления новых сервисов. Все это позволит нам создать нервную систему, сформировать в городах нейронную сеть, способную не только реагировать, но и предвидеть какие-либо нарушения в работе городских систем. Интеграция усилий телеком-операторов, разработчиков, бизнеса и, разумеется, населения, откроют новые горизонты развития и трансформации «Безопасных городов» в «Умные города».

См. видео интервью с Сергеем Дубовиком, «Техносерв»

Индустрия Интернета Вещей, в том числе Промышленного Интернета Вещей стоит на пороге бурного роста в России. Драйверами развития безусловно станут крупные промышленные предприятия, накопившие критическую массу задач и проблем, эффективное решение которых может быть найдено с применением новых технологий Интернета Вещей, в частности, помогут в решении таких задач, как обеспечение непрерывности производственных процессов, обеспечение операционного контроля производственных линий, повышение контроля качества и производительности производственных процессов, контроль технического состояния оборудования и прогноз выхода из строя узлов и агрегатов, осуществление перехода от планово-предупредительного ремонта оборудования к ремонту и обслуживанию по состоянию, а сервисным компаниям к более эффективной модели работы по SLA, оптимизации энергопотребления предприятий, контроль за условиям хранения и транспортировкой сельскохозяйственной и пищевой продукции, мониторинг здоровья скота, интеллектуальное управление полями и процессами выращивания и сбора урожая и многих других. Важно, чтобы предприятия знали и понимали богатые и, по сути, безграничные возможности технологий и основные принципы Интернета Вещей. Стратегия же развития индустрии Интернета Вещей должна опираться на конкретные потребности и реализованные проекты.

Как промышленный интернет вещей помогает решать масштабные производственные задачи

На волне популяризации «интернета вещей» многие технологические гиганты активно развивают технологии, направленные на оптимизацию производственных процессов. Это направление получило название промышленный «интернет вещей» или IIoT. По данным компании Verizon, в 2014 году рынок IIoT насчитывал уже 1,2 млрд подключенных устройств, а к 2020 году он вырастет до 5,4 млрд устройств.

В недавнем исследовании аналитики компании Accenture опросили 1 400 руководителей бизнеса во всем мире и пришли к выводу, что к 2030 году вклад промышленного «интернета вещей» в мировую экономику в денежном эквиваленте составит более $14 трлн.

При этом внедрение подобных технологий за аналогичный период может привнести до $6 трлн в ВВП США и более $70 млрд в экономику Германии.

Однако исследование Accenture также показывает, что перспективы выгоды от «промышленного интернета вещей» пока неочевидны многим крупным бизнесменам. Более того, отсутствие планов по использованию подобных технологий во многом связано с их сложностью и непониманием того, какой доход они могут принести в перспективе.

Тем не менее, уже сегодня «умные» предприятия и транспортные системы находят свое применение в самых разных отраслях экономики. Одним из наиболее известных примеров внедрения подобных технологий стал один из крупнейших европейских портов, расположенный в городе Гамбург.

Руководство порта искало возможности повысить грузооборот и пропускную способность, а также справиться с постоянными пробками. Перестроить уже существующую инфраструктуру было невозможно из-за уникальной конструкции порта, поэтому было принято решение оптимизировать рабочие процессы с помощью технологий.

Для начала было решено организовать единую диспетчерскую систему, в которой регистрировался каждый грузовой автомобиль, который доставляет или забирает груз из порта. Чтобы справиться с пробками на выезде в город, диспетчер начал отслеживать перемещение фур и при необходимости просил водителя подождать на специальной парковке. Кроме того, было составлено единое расписание погрузки и загрузки машин.

Водители быстро начали ориентироваться на электронное табло и данные из специального мобильного приложения, и заторы в зоне погрузки резко пошли на убыль. Более того, к инфраструктуре порта стали подключаться многие логистические компании.

В итоге с момента запуска системы пропускная способность порта увеличилась на 178%. К 2025 году руководство порта планирует достичь отметки в 18 млн контейнеров, в то время как в 2015 году было 8,8 млн. Более того, используя свой опыт в технологической трансформации порта Гамбурга, компания SAP в дальнейшем разработала универсальное решение для будущих клиентов по управлению складами и логистическими центрами.

Промышленный «интернет вещей» также помог улучшить производство на заводах легендарного производителя мотоциклов Harley Davidson. Известно, что компания собирает немало «чопперов» на заказ, и у клиентов бывают самые разные пожелания. Руководство завода тоже решилось на кардинальный шаг и внедрило «умную» систему управления производством на основе уже IoT.

Каждый станок был подключен к сети, что позволило в режиме реального времени измерять и анализировать поступающие с них данные о производственном процессе.

Это снизило число неполадок и уменьшило время простоя оборудования. Более того, все станки и роботы на заводе были объединены в единую сеть, в рамках которой они передают друг другу текущие задачи по сборке мотоциклов.

Внедрение передовых технологий в прессовочном цехе, где изготавливаются крылья и топливные баки, позволило обеспечить своевременную проверку качества изделий и улучшить процесс обслуживания прессов.

Кроме того, интеллектуальные системы отслеживают температуру воздуха в помещениях, уровень влажности и даже частоту вращения вентиляторов. Все это помогает избежать поломки оборудования и вовремя производить его ремонт.

Результаты не заставили себя ждать — сегодня сборка мотоцикла по индивидуальному проекту, на которую раньше тратили до 21 дня, занимает всего шесть часов на базе IT-сиcтем SAP. Что касается серийных «железных коней», то их выпуск увеличился уже на 25%.

Но самое главное — на основе опыта Harley Davidson уже в России была запущена роботизированная производственная линия, совместно со специалистами SAP и студентами из МГТУ им. Баумана. В ней каждый из станков автономно работает на собственном ПО, но специальная технология контролирует весь производственный процесс, позволяя вносить коррективы в каждую созданную деталь.

Воспользовался решениями промышленного «интернета вещей» и крупнейший итальянский железнодорожный перевозчик Trenitalia. В 2013 году компания ввела в строй 50 новых скоростных электропоездов и задумалась о сокращении издержек на их ремонт. Дело в том, что, согласно требованиям безопасности, в случае возникновения поломки компания не может ремонтировать конкретные вагоны и вынуждена проводить обязательную профилактику всего состава.

Это натолкнуло руководство Trenitalia на внедрение механизмов предиктивной аналитики. Вскоре был запущен проект Predictive Maintenance, в рамках которого на все поезда были установлены датчики, собирающие информацию о работе основных узлов и агрегатов состава. «Умная» система также прогнозирует вероятность отказа оборудования, анализируя сотни факторов. В случае обнаружения поломки, она оперативно оповещает диспетчера о необходимости замены того или иного элемента.

Внедрение системы позволило Trenitalia перейти на крупноблочный ремонт поездов, оперативно заменяя крупные узлы и агрегаты на новые.

Поскольку ремонтники получают все данные о работе состава и заранее знают, что именно необходимо отремонтировать, компания также серьезно экономит на хранении деталей на складе, доставляя их в депо непосредственно перед заменой. В итоге расходы на ремонт сократились минимум на 10%.

Идея, реализованная немецким IT-концерном и итальянскими железными дорогами, нашла продолжение в Канаде. Технологии «интернета вещей» также помогли снизить траты на ремонт поездов и другому крупному железнодорожному перевозчику — канадской Canadian Pacific Railway. Раньше компании приходилось устраивать плановые проверки составов через каждые 200 км, загоняя их на специальные станции техобслуживания. Кроме того, перевозчик отслеживал надежность поездов и вагонов, ежегодно проводя их гарантийное обслуживание.

С внедрением «умных» решений и установкой на поездах специальных датчиков, необходимость регулярных проверок составов отпала сама собой, ведь теперь диспетчеры в реальном времени получают данные о техническом состоянии каждого из силовых агрегатов и катков. В итоге компания перешла на модель обслуживания по состоянию, своевременно заменяя близкие к износу элементы и детали.

Однако пока внедрение подобных технологий не носит массовый характер. Во многом это связано с тем, что производители не уверены в абсолютной безопасности промышленного «интернета вещей». Одно из потенциальных решений этой проблемы несколько лет назад предложила компания Cisco. Ее специалисты уверены, что защитить данные от утечек и вредоносных воздействий помогут так называемые «туманные» вычисления.

Инженеры Cisco предложили полностью локализовать данные на производстве и воспользоваться так называемой «туманной» сетью – особой вычислительной инфраструктурой, анализирующей данные в пределах отдельно взятой закрытой сети. В компании уверены, что к 2020 году посредством «туманных» вычислений будет обрабатываться до 40% всех данных в «интернете вещей», а потому Cisco активно внедряет данную технологию во многие свои IoT-решения.

При этом в России вопросом безопасности IoT активно занимается Лаборатория Касперского. В рамках меморандума с российской дочкой SAP они планируют создать совместное решение для экономической безопасности предприятий, работающих с IoT-системами.

Понимают важность развития этого направления и в России, где экспертный совет при правительстве в июне отверг подготовленную Минпромторгом дорожную карту развития «интернета вещей». В министерстве предлагали создать собственный национальный протокол и отечественную платформу для «умных» устройств, но эксперты отметили бесполезность подобных разработок без тесной кооперации с иностранными компаниями.

В качестве альтернативы в правительстве предложили ориентироваться на международный опыт и создать все условия для участия России в разработке общемировых стандартов для «интернета вещей». Но для этого на отечественном рынке должны существовать крупные компании со своими центрами разработок, а предприятия – быть заинтересованными во внедрении подобных решений на производстве. Пока же в условиях продолжающейся экономической рецессии и сокращения объема инвестиций такие проекты вряд ли можно осуществить без эффективного государственно-частного партнерства.

Лидеры в сфере промышленных преобразований вкладывают средства в платформы IIoT

Лидеры в сфере промышленных преобразований внедряют множество цифровых технологий, в том числе платформы IIoT, чтобы повысить эффективность эксплуатации до беспрецедентного уровня. Хотите узнать, как они выполняют планирование, чтобы добиваться успеха?

Пример внедрения цифровой трансформации

Информация из реальных историй заказчиков говорит сама за себя – промышленный Интернет вещей (IIoT), обеспечиваемый EcoStruxure Plant & Machine, значительно повышает производительность, эффективность и сокращает время простоя.

Промышленный Интернет вещей способствует цифровой трансформации в отраслях, использующих интуитивный интерфейс

Готовность к переходу на цифровые технологии – основа успеха

Изучите ключевые рекомендации LNS Research по обеспечению успеха ваших инициатив в сфере цифровых преобразований.

Загрузить электронную книгу

Цифровизация может иметь серьезные последствия для управления рисками

Analyst LNS помогает нам узнать, как такие компании, как ваша, используют технологии промышленного Интернета вещей для снижения риска и повышения производительности.

Загрузить результаты исследования

Как умные технологии преобразуют промышленный мир

В этой статье в блоге вы узнаете, как умные технологии преобразуют промышленный мир, добавляя 1,5 триллиона долларов прибыли в этом секторе.

Узнайте больше об умных технологиях

ЦИФРОВАЯ промышленность

Стремитесь к промышленному росту, учитывая при этом потенциальное воздействие производственной деятельности на окружающую среду.

ЭФФЕКТИВНАЯ промышленность

Промышленный Интернет вещей открывает широкие возможности для повышения рентабельности бизнеса и операционной эффективности.

УПРАВЛЯЕМАЯ ЛЮДЬМИ промышленность

Люди остаются ключом к успеху фабрик будущего.

Факты о EcoStruxure для промышленности

  • 50% Сокращение капиталовложений до 50%
  • 20% Сокращение времени выхода на рынок до 20%
  • 50% Повышение производительности до 50%

Производство и оборудование EcoStruxure

Наши приложения и средства аналитики предлагают инструменты и информацию в формате, которая позволит легко превратить сотрудников завода в ваших партнеров, принимающих решения и вносящих большой вклад в оптимизацию ваших операций. *AVEVA и подразделение Schneider Electric, ответственное за разработку промышленного программного обеспечения, объединились, чтобы создать ведущую компанию в области разработки инженерного и промышленного программного обеспечения.

Дистанционное техническое обслуживание

Наши подключаемые к Интернету платформы управления обеспечивают лучший контроль операций, снижают время выхода на рынок, энергопотребление в процессе производства и повышают производительность.

Система распределенного управления

Автоматизированные системы безопасности

Программное обеспечение для автоматизации машинного оборудования

Наша продукция, подключаемая к Интернету, делает ваши системы более интеллектуальными, предоставляя подробные сведения о процессах для «умного» производства.

Приводы с регулируемой скоростью

Платформа, использующая технологии промышленного Интернета вещей, для вашего бизнеса

Партнерская программа Alliance

Избранные истории наших заказчиков

RCL Foods

Ведущий южноафриканский производитель продуктов питания использует EcoStruxure Plant для модернизации и перехода устаревающего сахарного завода на цифровые технологии.

ABUS Crane Systems

С помощью EcoStruxure Machine компания ABUS разрабатывает интеллектуальную модульную систему управления кранами для ускорения производства кранов.

Yili Group

Ведущий производитель молочной продукции в Китае становится эталоном в области экономии энергии и повышения эффективности рабочих процессов, используя решение EcoStruxure Plant и интегрируя цифровые технологии в свое производство.

Одна из крупнейших в мире курьерских служб UPS использует EcoStruxure для повышения эффективности и устойчивости на своем новом объекте Smart Hub.

Узнайте об инновационных саммитах, днях инноваций, обсуждениях инноваций и о том, как мы помогаем клиентам подготовиться к успешной деятельности в цифровой экономике. Узнайте, как преуспеть в стремительно меняющемся мире.

Эффективное внедрение промышленного «Интернета вещей» в производство

Автор статьи

Бен Бланшетт (Ben Blanchette)

Опубликовано в номере: Control Engineering Россия II oT апрель 2020

Для того чтобы начать процесс внедрения промышленного «Интернета вещей» (Industrial Internet of Things, IIoT) в производство, предприятиям необходимо найти эффективный способ осуществления этой задачи. В данной статье рассматриваются преимущества IIoT, освещаются перспективы его развития и предлагаются советы, как начать работу с IIoT, используя соответствующие процессы, устройства, системы, а также уже имеющийся опыт работы по управлению и промышленной автоматизации.

Сегодня практически все промышленные организации стремятся встать на очередную ступень цифровой эволюции — использовать в работе промышленный Интернет вещей (англ. Industrial Internet of Things, IIoT), ориентированный на аналитику больших данных (англ. big data) и направленный на повышение эффективности производства, надежности работы и производительности по всей цепочке поставок. Разработка гибкой платформы IIoT, обеспечивающей безопасную связь между производственными участками и организацией производственных процессов, гарантирует успешную работу производственных компаний. При этом им иногда требуется изменить и сами производственные процессы для улучшения и упрощения обмена информацией и взаимодействия между функциональными группами, а также для возможности сотрудничества со сторонними экспертами для пополнения внутренних ресурсов.

Активы, производственные процессы и их взаимосвязь

Использование промышленного «Интернета вещей» дает определенные преимущества практически каждому промышленному объекту. Однако действующие участки производства с широко распределенными активами зачастую ограничиваются локализованным опытом для управления их подключением и агрегированием приобретаемых данных. Также освоению IIoT могут мешать укоренившиеся традиционные рабочие процессы, что не способствует росту их производительности и, следовательно, повышению их прибыльности.

В рассматриваемом контексте большое значение для всех типов производственных процессов имеет исправность оборудования — одного из главных производственных активов. Если оно выходит из строя слишком часто, то, как правило, это значит, что отсутствует логический способ быстро проанализировать ситуацию и установить, в чем причина поломки: либо не хватает осмысленной информации, либо специалистам требуется несколько часов или даже дней для анализа данных.

Еще одна проблема заключается в том, что показатели производительности отдельных процессов оказываются недостаточно наглядны при сравнении с показателями бизнес-процесса в режиме реального времени. Таким образом, эти производственные процессы требуют более совершенных методов сбора и хранения всей существующей информации и ее визуализации, что необходимо для выделения действительно важных данных, а также для возможности прогнозирования, быстрого выявления возникших проблем и определения путей их решения.

Перспективы развития IIoT

Сегодня для успешного развития бизнеса компаниям необходимо принимать правильные решения в нужное время на основе достоверной информации. Этого и помогает достичь использование возможностей IIoT, таких как обучение машин, большие данные и технологии автоматизации для создания «системы в системе». Все эти инструменты могут точно и последовательно выделять, принимать, анализировать и передавать данные с целью достижения большей эффективности, надежного управления и улучшения контроля качества по всей цепочке поставок.

При этом в промышленном «Интернета вещей» используются уже существующие технологии, как, например: высокопроизводительные вычисления, интеллектуальные датчики, мобильные приложения, облачные платформы и оцифровка предприятия, что позволяет превратить данные в знания, применяемые на практике.

В основе этого подхода лежит несколько ключевых элементов:

  • разумное и безопасное сотрудничество;
  • прогнозная аналитика;
  • управление данными и контроль непосредственно на месте;
  • интеллектуальные и подключаемые активы и устройства.

Эффективная стратегия IIoT строится на консолидации данных, поступающих из множества разрозненных систем, в облачном хранилище, применении аналитики более высокого уровня и в привлечении сторонних экспертов для удаленной работы. При этом решения, принятые на основе прогнозной аналитики, позволяют преобразовать рабочий процесс: заменить ручной запуск, который осуществляется по факту возникновения проблем, на автоматический, предупреждающий об опасной ситуации. Такой подход помогает избежать простоев, повышает производительность труда и безопасность производства, а также дает возможность следить за тем, что происходит на производственных площадках даже в самых отдаленных местах и на предприятиях субподрядчиков и поставщиков, а также контролировать транзит товаров, находящихся в любой точке земного шара.

Разработка эффективной схемы внедрения IIoT

Для максимально эффективного внедрения и использования IIoT необходимо учитывать некоторые особенности его реализации: в первую очередь осуществляется централизация данных, а уже затем — интеграция приложений для выборки и обработки этой информации. При этом приложения могут располагаться в облаке, а не в самой системе управления, что полностью исключает требования к их обслуживанию в рамках предприятия и открывает им доступ к дополнительным данным, поступающим сразу с нескольких производственных участков или даже отдельных производств. К приложениям IIoT, увеличивающим его эффективность при использовании облачных технологий, относятся приложения, включающие в себя системы усовершенствованного управления технологическими процессами (англ. advanced process control, APC), мониторинг с учетом конкретных условий (англ. condition-based monitoring, CBM), сохранение сервера корпоративных исторических данных (англ. historian), мобильные решения и планирование.

При внедрении IIoT в рабочий процесс промышленным предприятиям необходимо консолидировать данные из разных источников, используя открытые интеграционные и коммуникационные технологии, например унифицированную архитектуру OPC (англ. OPC Unified Architecture, UA), разработанную промышленным консорциумом OPC Foundation. Это обеспечит поддержку существующих протоколов связи, и уже установленное оборудование будет безопасно интегрировано в архитектуру IIoT. Затем компании смогут переносить данные с отдельных производств на все предприятие и применять интеллектуальную аналитику для извлечения значимой информации. Кроме того, важно, чтобы при обработке поступающих данных предприятия применяли как собственные знания в конкретной области, так и сведения, полученные от сторонних экспертов.

Благодаря более широкому набору данных компании смогут разрабатывать и использовать для работы в облаке более совершенные аналитические модели. При этом для получения более подробной информации они смогут развертывать эти аналитические модели в пограничных устройствах, масштабируя полученные данные по мере необходимости. Это предоставляет новые возможности для удовлетворения самых разных потребностей как отдельных производственных площадок, так и всей корпорации в рамках обеспечения ее функционирования. Тем более что при мониторинге и анализе можно воспользоваться услугами более широкого круга экспертов.

Сотрудничество в рамках IIоT

Основная выгода, которую получает предприятие от использования промышленного «Интернета вещей», заключается не столько в самих «вещах», сколько во внедрении нового способа работы с ними. Если компания стремится в первую очередь наладить принципиально новое взаимодействие между сотрудниками, а уже потом внедрить сами технологии, то она обеспечит себе хороший старт для оптимизации работы предприятия.

В последнее время становится все труднее наращивать экспертный потенциал, который необходим для сложных промышленных объектов, в рамках одной организации. В связи с этим в выигрышном положении окажутся те предприниматели, которые научились не только развивать навыки персонала внутри компании, но и эффективно использовать внешние ресурсы для достижения результатов в бизнесе.

Современные технологии позволяют безопасно использовать опыт работы в конкретных областях всей экосистемы партнеров с помощью облака, при этом другие организации, такие как лицензиары производственных процессов и производители оригинального оборудования (OEM), могут помочь в решении конкретных проблем, а также оказать влияние на надежность оборудования и технологических процессов. Данный подход может также распространяться на внутренние ресурсы, рассредоточенные по всему миру.

Таким образом, IIoT — это не просто мониторинг, а диагностическое ноу-хау от экспертов в конкретной тематике, и внедрение его в приложения, требующиеся для процессов в пограничных областях, повышает эффективность производственного процесса.

Технологическая платформа Интернета вещей: стандарты, возможности, перспективы

В статье рассматриваются общие вопросы, связанные с платформами для Интернета вещей, а также аспекты их использования на производстве. Описывается концепция интеграции промышленной платформы IoT в инфраструктуру предприятия в рамках парадигмы «Индустрия 4.0».

Интернет вещей. Стандарты и определения

Тема Интернета вещей очень популярна в интернете и СМИ, но до сих пор существует много белых пятен. Это вызвано в первую очередь тем, что весь спектр технологий, определений, понятий пока не стандартизован. И хотя работы в этом направлении ведутся, они далеки от завершения.

Такой вакуум – это благодатное поле для появления различного рода публикаций в попытке объяснить, в чем же привлекательность Интернета вещей, чем он отличается от обычного интернета, какова его экосистема и как следует ее понимать и использовать.

Сейчас принято разделять IoT на бытовой и индустриальный (IIoT). В данной статье речь пойдет именно о промышленном интернете вещей (IIoT) и платформах для него (далее IoT и IIoT в рамках статьи используются как синонимы).

Что касается решений для IoT, они позволяют объединить «интернет-вещи» таким образом, чтобы получать от них конкретную пользу (англ. value). Ее обеспечивают приложения, в рамках платформы обрабатывающие данные, поступающие от подключенных к ней IoT-устройств.

Восемь компонентов «правильной»IoT-платформы

Для извлечения максимальной пользы из технологии альянс «вещь-платформа» должен быть высокоэффективен. Подчеркивая, насколько тесна эта связь, сегодня часто используют термин «экосистема Интернета вещей», под которым понимают взаимодействие всех участников процесса формирования полезности: платформу, подключенные к ней устройства, вовлеченных в процесс людей.

Приведу описание того, что должен содержать продукт, который может являться полноценным решением для IoT. Платформа должна объединять восемь интегрированных компонентов (слоев). Схематично они показаны на рисунке ниже.

Рис. 1. Восемь компонентов IoT-платформы

Слои описаны в порядке от самого близкого к устройствам слоя (снизу вверх на рисунке):

  • «Подключение и нормализация». Первый слой отвечает за обеспечение физической связи с устройствами, безопасное получение от них данных, поддержку стандартных протоколов информационного обмена, очистку данных и идентификацию устройств. Чем более совершенно ПО этого слоя, тем проще, безопаснее и качественнее выполняется подключение устройств.
  • «Управление устройствами». Следующий слой отвечает за возможность управления состоянием подключенных устройств, передачу на них различных управляющих воздействий, обновление программ устройств и т. п.
  • «Обработка и реакция». На данном слое платформа содержит доступный пользователю (как правило, без программирования) инструментарий, который позволяет на основании данных, полученных от устройств, настраивать различные сценарии взаимодействия с внешней средой. Например, отсылать оповещения по электронной почте в случае превышения пороговых значений температуры, отдавать команды на включение вентиляции и т. п. Данный слой позволяет нам настраивать различную логику поведения экосистемы Интернета вещей.
  • «Визуализация». К этому слою относятся инструменты для настройки отображения информации от устройств в удобном пользователю виде (например, различные графики, активные графические элементы и т. п).
  • «Аналитика». Этот набор инструментов предназначен для создания продвинутых аналитических алгоритмов, в том числе на основе машинного обучения. Благодаря им можно реализовать, например, предиктивную диагностику оборудования.
  • «Дополнительные инструменты». Это специализированные приложения, а также инструменты их разработки и администрирования.
  • «Внешний интерфейс». Это механизм интеграции со сторонними системами, например, для взаимодействия с производственными системами предприятия (ERP, MES) или системами сервис-провайдеров, которые предоставляют свои услуги на основе данных, получаемых из платформы.[1]

Оставшийся слой несколько выпадает из общей вертикали и, в отличие от семи других, для пользователя является скрытым: как правило, ни пользователи, ни устройства напрямую с ним не взаимодействуют. Это хранилище данных, где агрегируется информация со всех объектов, объединённых решением. Производительность хранилища существенно влияет на производительность всей экосистемы.

Теперь давайте перейдем непосредственно к основной теме нашей статьи – технологической платформе.[2]

Технологическая платформа и ее место на производстве

В рамках концепции «Индустрия 4.0» Интернет вещей является одной из прорывных технологий, выполняя функции фундамента для построения цифрового производства. Таким образом, в качестве целей внедрения технологической IoT-платформы выделяются:

  • Оптимизация производственных процессов для повышения его эффективности (снижение простоев оборудования, гибкая переналадка, перемещение заготовок между технологическими переделами и т. п.).
  • Повышение качества послепродажного обслуживания готовой продукции (мониторинг работоспособности изделий, планирование обслуживания, полноценные цифровые двойники для проведения виртуальных испытаний и многое другое, что можно сделать благодаря получению неограниченного количества данных с изделий).

Особенно ощутимым эффект от внедрения будет в случае бережливого производства (lean manufacturing) и при переходе на контракты полного жизненного цикла продукции. То есть в современных условиях только полнофункциональная платформа обеспечит интегрированное производство или, как принято говорить, единую цифровую среду производственных процессов и процессов жизненного цикла продукции.

Понятно, что подобный комплексный подход – очень непростая задача. Существует соблазн быстро решить какую-то локальную проблему (например, мониторинг станков) за счет внедрения специализированной информационной системы.

Однако это приводит к ситуации, при которой на предприятии лавинообразно растет количество слабо интегрированных друг с другом информационных систем, а эффект от их использования нивелируется из-за затрат на обслуживание и интеграцию в полуручном режиме.

Внедрение же промышленной платформы – это задел на будущее. Благодаря универсальности решения появляется возможность последовательного наращивания функционала с помощью механизмов разработки приложений, аналитики и визуализации. При таком подходе все инструменты интегрированы друг с другом изначально и имеют доступ к единому хранилищу данных.

Не стоит забывать и про информационную безопасность. Так как платформа является целостным решением, обеспечить безопасность ее экосистемы гораздо проще, чем конгломерата различных информационных систем.

Резюмируя, отмечу: если делать ставку на «цифровое предприятие», то решение для Интернета вещей будет очень разумным вложением средств, которое быстро окупится.

Часто в качестве возражения против внедрения платформы на предприятиях приводят такой аргумент: «У нас есть отличная АСУ ТП и привычная всем SCADA. Зачем нам еще одна такая же система?». Дело в том, что эти системы, являясь по сути «IoT версии 1.0», обеспечивают контроль (нередко весьма эффективный) достаточно устоявшегося производства и старого оборудования. Если предприятие планирует развитие, то тогда IoT-платформа – отличный инструмент, способный дать синергический эффект. С ее помощью можно объединить и SCADA с АСУ ТП, и современное оборудование, которые производители выпускают с прицелом на Интернет вещей, и продукцию, и персонал, создав полного «цифрового двойника» экосистемы «потребитель – производство – продукция».

Ниже на рисунке представлена упрощённая схема подобной системы.

Рис. 2. Место технологической IoT-платформы в экосистеме предприятия

На производстве в качестве Интернета вещей могут выступать как целые SCADA-системы, так и отдельные единицы оборудования: станки ЧПУ, промышленные роботы. Таким образом, весь поток производственных данных позволит организовать максимально эффективные процессы проектирования, технологической подготовки производства, выпуска продукции и эксплуатации оборудования.

Что касается внедрения, для начала нужно выбрать наиболее подходящее решение. Так как не все «правильные» платформы подходят в качестве технологических, можно предложить несколько универсальных рекомендаций:

  • Так как технологические платформы должны обеспечивать обработку данных с производственного оборудования, слой платформы, отвечающий за подключение и нормализацию, должен поддерживать периодичность опроса устройств не более нескольких десятков миллисекунд. Также этот слой должен поддерживать взаимодействие с промышленными контроллерами и промышленными протоколами (MODBUS, OPC UA и подобными).
  • Хранилище должно обладать высокой надежностью и возможностью легкого горизонтального масштабирования. При этом предпочтение следует отдавать No SQL (нереляционным базам данных), способным быстро записывать и обрабатывать «сырые» данные со всех типов устройств, поскольку обмен ими здесь происходит небольшими, но частыми блоками. При выборе с пользовательской точки зрения рекомендуется отдавать предпочтение тем платформам, которые имеют полнофункциональный веб-интерфейс. Это дает возможность взаимодействия с приложениями через любые, в том числе мобильные, устройства без установки специальных клиентов.
  • Платформа должна поддерживатьмеханизмы, позволяющие изолировать данные с устройств от доступных пользователю данных. Так будет обеспечена информационная безопасность технологических сетей.
  • Наконец, платформа должна поддерживать механизмы мультитенантности, легко разворачиваться как в публичном, так и в приватном облаке предприятия. Это даст возможность безопасного подключения как потребителей продукции, так и потенциальных поставщиков и партнеров в единую цифровую среду предприятия.

После выбора решения следующим шагом станет возможность «малой кровью» убедиться, насколько выбранная платформа отвечает поставленным перед ней целям. Это можно сделать с помощью пилотного проекта – быстрого внедрения на базе платформы полезной функциональность в ограниченном контуре. Например, можно проверить, насколько быстро и эффективно с помощью решения удастся реализовать управление кондиционированием, организовать мониторинг оборудования с ЧПУ, решить задачу локального позиционирования персонала. Не нужно сразу проводить масштабное внедрение. Показательной будет скорость подключения до 10 единиц оборудования: на практике современные технологические платформы позволяют выполнить такое ограниченное внедрение за пару дней, оценив реальные результаты[3].

Если цель пилота достигнута, то можно планировать полномасштабный проект. По своему опыту могу сказать, что наиболее эффективным будет применение гибкого подхода Agile при реализации. Это обусловлено тем, что платформа Интернета вещей (как никакой другой инструмент «Индустрии 4.0») вписывается в концепцию Agile: позволяет последовательно наращивать функциональность за счет подключения новых устройств и создания новых интеграций и приложений. Таким образом, внедрение может превратиться в череду «быстрых побед», а «поражения»откроют новые возможности, поскольку неудачные части можно быстро изолировать от общей цифровой экосистемы.

Платформа IoT: компромисс или драйвер рынка

В заключение позвольте выразить собственное мнение относительно промышленных платформ и их дальнейшего будущего. Так как концепция Интернета вещей предполагает, что участвующие в обмене данными вещи имеют «мозг»внутри себя, платформа, на мой взгляд, – это, скорее, временное явление. Бум их развития произошел именно благодаря тому, что устройства промышленного интернета несколько уступают своим бытовым собратьям по уровню интеллекта. Пока преобладающими являются различные сенсоры и датчики, «мозг»которых находится на платформах, а не внутри устройств.

На момент написания данной статьи разработано уже более 400 «правильных» платформ со всеми 8 компонентами. Дальнейший сценарий их развития представляется следующим:

  • Благодаря жесткой конкуренции к 2020 году на рынке платформ определятсяоколо 100 наиболее крупных игроков.
  • Далее будут медленно происходить слияния и интеграция платформ в макро- или даже мегаплатформу. Это приведет к очередному росту спроса на системы обеспечения информационной безопасности для защиты данных и устройств.
  • Одновременно будут развиваться и «вещи», для которых «интеллект» станет неотъемлемой частью уже с конвейера. И потребность в использовании полнофункциональных платформ исчезнет: нужно будет лишь обеспечивать среду взаимодействия вещей и интеграцию данных. То есть начнется возврат от сложных систем к более простым и дешевым.

Мегаплатформы могут остаться как самостоятельное явление или некие глобальные AI, однако это уже не будут просто»промышленные платформы Интернета вещей».

А пока давайте вместе использовать открывающийся потенциал описанных технологий интеллектуального производства.

[1]В качестве примера можно рассмотреть такую модель. Производитель автомобилей обеспечивает мониторинг и контроль своей продукции с помощью собственной IoT-платформы, которая собирает данные по работе узлов всех автомобилей. Через интерфейс интеграции сервисные организации получают информацию об износе деталей автомобилей, оптимизируя логистику при закупке запасных частей.

[2]Большинство платформ являются именно технологическими, так как бытовые IoT-устройства, как правило, обладают утилитарным встроенным функционалом в отличие, например, от подключаемого набора датчиков, который без дополнительных решений не обладает «интеллектом».

[3]Очевидно, что такая скорость внедрения возможна при условии готовности каналов подключения устройств. Например, оборудование должно быть подключено к технологической сети.

Добавить комментарий