ИТ-портал компании «Инфосистемы Джет»

Интернет вещей: технологии, меняющие бизнес

Интернет вещей: технологии, меняющие бизнес

Интернет способен на все: так считает и простой обыватель, и хайтек-аналитик международного уровня. В консалтинговой компании McKinsey подсчитали, что в Китае до 22% увеличения ВВП к 2025 г. может произойти за счет интернет-технологий. В США ожидаемый прирост стоимости, создаваемый цифровыми технологиями, к 2025 г. может составить 1,6–2,2 трлн долларов. Причина в том, что наступающая цифровая экономика ломает привычные модели отраслевых рынков.

Цифровые компании по мере роста активно захватывают смежные направления, среди которых оказывается и офлайновый бизнес. Так, Amazon.com стал провайдером, предоставляющим облачные и логистические услуги, Google занялся беспилотными авто, Uber — доставкой еды, Salesforce — услугами телемедицины. General Motors развивает райдшеринг (сервис попутчиков), а операторы связи — видеонаблюдение. Китайский розничный интернет-магазин AliExpress.com нашел совсем оригинальный способ развития бизнеса: он собирается открыть в 11 городах России 121 магазин, причем построить их в формате виртуальной реальности.

В этом эксперты усматривают серьезный тренд: если десятилетие до 2015 г. можно считать периодом бурного роста технологических стартапов, то следующая декада — до 2025 г., как ожидается, станет периодом трансформации крупных традиционных компаний в цифровых гигантов. Первая волна крупных нетехнологических компаний начинает всерьез воспринимать технологическое лидерство как обязательное условие стабильного роста. Цифровая модернизация предприятий традиционной экономики, похоже, имеет все шансы изменить структуру ИТ-отрасли.

Одно из самых мощных направлений цифровой модернизации связано с внедрением технологий Интернета вещей (Internet of Things, IoT), которые превращают все элементы рабочих процессов предприятий (станки, склады, офисы, готовая продукция и комплектующие, персонал и т.д.) в управляемые цифровые ресурсы. Фактически концепция IoT отражает идею всеобщей связанности всего сущего в мире и держится на трех слонах: сенсорные технологии, телекоммуникации, облачные вычисления.

Технологии сбора и обработки данных, получаемых с датчиков промышленного оборудования, не являются чем-то принципиально новым — такие системы работали еще в 1980-е гг. Традиционно они представляли собой закрытые автоматизированные системы, жестко нацеленные на выполнение конкретных задач. Революционная суть современной информатизации нашла выражение, в частности, в резком уменьшении стоимости датчиков, миниатюризации и снижении их энергопотребления, а также в упрощении схемы подключения. Эти новации дали мощный импульс росту номенклатуры цифровых сенсоров, видов генерируемых данных и всему сегменту умных систем управления разнообразным оборудованием: в заводских цехах, домах, офисах, на городских улицах и т.д.

Дальнейшая трансформация сетей датчиков в IoT в мире стала возможна благодаря достижениям в других областях высоких технологий: снижению стоимости вычислительных мощностей и сетей передачи данных, развитию облачных технологий и математических методов обработки больших массивов данных (Big Data). На рисунке 1 представлены технологические предпосылки развития рынка IoT.




Результат налицо. Радиометки активно заселяют фабрики и магазины — с их помощью будет отслеживаться жизненный цикл производства и продажи товаров, а также данные экологической обстановки, ведут видеонаблюдение, следят за состоянием железнодорожного полотна, посевов на полях и миграцией животных. Полученные сведения передаются на обработку следующему элементу информационной системы, для этого все оцифрованные вещи IoT снабжаются интерфейсом для коммуникаций с другими системами.

Еще один интересный аспект цифровой идентификации заключается в том, что помеченные таким образом предметы, люди и животные будут распознаваться и отображаться всевозможными устройствами дополненной реальности (очки, камеры, сканеры, смартфоны, бинокли и т.п.). С учетом возможностей связи с цифровыми объектами можно говорить о перспективах огромной рыночной ниши — коммерческих мобильных решений виртуальной реальности. В Cisco утверждают, что видео составит 80% всего интернет-трафика к 2021 г. (в 2016 г. он занимал 67%). Это несомненный вызов для технологий сетей передачи данных.

Индустрия его принимает и интенсивно занимается разработкой мобильных сетей нового поколения. В частности Qualcomm и Verizon в октябре прошлого года успешно выполнили первое подключение к сети 5G с использованием чипсета для мобильных платформ.

Совместное развитие сенсорных технологий и сетей передачи данных открывает широкие возможности для развития территориально-распределенных проектов Интернета вещей. Грамотно спроектированная система IoT подразумевает создание технологической экосистемы, т.е. набора ИТ-решений для сбора, передачи, агрегации данных и платформы, позволяющей обработать данные и использовать их для работы «умных» ИТ-систем. И вот уже Nokia объединяется с Amazon Web Services для проведения совместных разработок в области IoT и 5G — речь идет о более тесной интеграции между сетью и ИТ-инфраструктурой с участием облачных вычислений в контексте Интернета вещей. На рисунке 2 представлена технологическая экосистема IoT.

Более конкурентоспособным оказывается тот ИТ-продукт, который способен снабжать производство наиболее ценными данными, а не только поддерживать традиционный функционал. Ценностью будет обладать не сам используемый на предприятии инструмент, а его цифровой двойник, который содержит набор полезных данных. Наличие этих данных приводит к радикальным трансформациям устоявшихся бизнес-процессов. Например, General Electric предлагает авиакомпаниям покупать не двигатель, который окажется на балансе компании, а определенное количество летных часов. Компания Rolls-Royce подобным образом использует фиксированный по оплате план обслуживания авиационных двигателей согласно их почасовой наработке в полете. Такие взаимоотношения ведут к возникновению не только новых бизнес-моделей, но даже новых рынков сервисной экономики.

Интернет вещей сегодняшнего дня

• По оценкам Gartner, Cisco, Ericsson, Siemens, IBM, количество подключенных устройств в мире к 2020 г. достигнет 20–50 млрд единиц. Технологии Интернета вещей будут присутствовать в 95% создаваемой электроники.
• К 2018 г. количество SIM-карт для IoT и M2M превысит 15 млн. Крупнейшие операторы связи (МегаФон, МТС, Tele2, Вымпелком) объявили о подготовке тарифов и платформ для IoT.
• Компания Fedex дает возможность клиентам отслеживать передвижение корреспонденции в реальном времени с помощью небольшого устройства с поддержкой GPS, которое укладывается в контейнер.
• General Electric в реальном времени собирает данные с датчиков, установленных на газовых турбинах, для заблаговременного выявления возможных проблем и устранения неполадок, до того, как они вызовут отказ оборудования. GE Aviation производит авиадвигатели, на которых установлены сенсоры, позволяющие удаленно получать данные об эксплуатации и на их основе выявлять оптимальные алгоритмы обслуживания самолетов, что позволило в 7 раз сократить затраты на обслуживание.
• В США новый мост на государственной трассе в Миннеаполисе оборудован датчиками, помогающими контролировать нагрузку и возникновение повреждений.
• В Австралии горнодобывающая компания Rio Tinto использует непрерывно работающие беспилотные карьерные самосвалы, которые управляются из удаленного оперативного центра, расположенного на расстоянии 1200 км.
• Цифровая железная дорога — проект РЖД, направленный на обеспечение устойчивой конкурентоспособности на глобальном рынке транспортных и логистических услуг за счет использования современных цифровых технологий.
• Готовится создание российской сервисной информационно-телематической платформы. В нее будут стекаться все данные об автотранспорте и дорожной инфраструктуре из систем ЭРА-ГЛОНАСС, «Платон», ГИБДД, МЧС, Минтранса, операторов охранно-поисковых систем и техпомощи, геоинформационных сервисов и многих других государственных и частных инфосистем. В дальнейшем платформа станет основной для организации беспилотного автомобильного движения.
• С начала 2017 г. в РФ действует система экстренного оповещения при авариях «ЭРА-ГЛОНАСС», которая предполагает оперативную передачу сведений об аварии по каналам связи.
• Минэнерго совместно с РОСНАНО и Ростелеком работают над пилотным проектом системы удаленного мониторинга и диагностики парогазовых установок.

Часть вещей, снабженных датчиками и связанных с ПО обработки данных, вполне могут взаимодействовать друг с другом или с внешней средой без участия человека. Это дает повод для прогнозов на тему цифровых предприятий и безлюдных производств (такое название получили роботизированные и компьютеризированные производственные участки, где человек выполняет работы только по управлению, наладке, техподдержке, но не участвует в самом производственном процессе).

Захватывающе выглядит идея дальнейшего развития понятия «сетевая вещь» в смысле Интернета вещей: любой выпускаемый продукт в процессе производства активно взаимодействует с технологическим оборудованием, системами логистики и другими объектами инфраструктуры, позволяя на лету оптимизировать производственный процесс в зависимости от текущей ситуации, вносить корректировки в план производства. Причем все эти корректировки могут вноситься на различных участках производственных процессов, которые могут принадлежать разным компаниям и различным производствам. На рисунке 3 представлена логика развития производственного предприятия, идущего по пути цифровизации.

 

Такой подход подразумевает принципиальную децентрализацию производственных процессов. Модель сетевого управления промышленными предприятиями данного класса разрабатывается в нашей стране в рамках программы «Фабрики будущего» Национальной технологической инициативы, рассчитанной до 2035 г. Судя по планам, промышленные предприятия страны ждут серьезные трансформации, включая радикальную перестройку производственных процессов в формат «облачного предприятия» (MaaS — предприятие как услуга).

Идея цифрового предприятия увлекает развитые страны уже долгое время. Так, крупнейшие американские компании создали консорциум Industrial Internet Consortium, японские — IoT Acceleration Consortium. Кроме того, на уровне правительств принимаются масштабные программы развития промышленности, такие как Industrie 4.0 в Германии, «Сделано в Китае — 2025», «Общество 5.0» в Японии, Advanced Automation и Advanced Manufacturing Initiative в США.

По аналогии с наиболее известной немецкой концепцией в нашей стране сформировалось представление о модернизации предприятий промышленности с помощью автоматизации и информатизации, которое стали называть «Инфраструктура 2.0».

В центре всей концепции — единая цифровая платформа, которая управляет всеми видами работ по цифровому проектированию: от эскизного проекта до окончательного варианта конструкции, причем для любых изделий, включая сложные функциональные модели. Для них обеспечивается параллельное проектирование механических узлов, электрических систем и средств автоматизации, в том числе модульный принцип создания программного кода. Такой подход обеспечивает универсальность программных модулей и возможность их повторного использования, что снижает себестоимость и сокращает сроки выпуска уникальных станков.

Экономические результаты IoT

Аналитики PwC подсчитали потенциальный экономический эффект от внедрения технологий IoT в разных отраслях экономики России к 2025 г.:
• Логистика — 542 млрд руб. (за счет оптимизации системы ремонта и обслуживания техники с помощью удаленного мониторинга автопарка и уменьшения задержек грузов в пути).
• Здравоохранение — 536 млрд руб. (за счет новых возможностей диагностики, в том числе удаленной, повышения точности лечения).
• Энергетика — 532 млрд руб. (за счет улучшения контроля состояния подстанций и линий электропередач, снижения расходов топлива и расходов на эксплуатацию и ремонт сетей).
• АПК — 469 млрд руб.
• «Умный дом», «Умный город» — 375 и 387 млрд руб. соответственно.


Центральная платформа управления — общепринятая концепция управления производственными процессами, которая используется как на этапе проектирования, так и в процессе эксплуатации механизмов. Отдельные процессы в реальном времени обмениваются данными о состоянии узлов и агрегатов с центральной системой, что дает возможность осуществлять ремонтно-профилактические работы не по графику, а ориентируясь на реальное состояние дел.

Модернизация промышленности приводит к изменению самой структуры информационного пространства, где конструируют и эксплуатируют промышленное оборудование, через объединение разнородных автоматизированных систем. Возможно, это приведет к разрешению исторически сложившегося противоречия между единством производственно-административной деятельности предприятия и автономностью управления на уровне отдельных промышленных систем.

McKinsey выделяет 8 основных рычагов создания стоимости вследствие внедрения технологий «Индустрии 4.0» на производстве:

• оптимизация режимов работы оборудования;
• оптимизация загрузки оборудования;
• повышение производительности и безопасности труда;
• логистическая оптимизация;
• повышение качества продукции;
• улучшение прогнозирования спроса;
• сокращение сроков вывода продукции на рынок;
• улучшение послепродажного обслуживания.


Зарубежные концепции предполагают усиление интеграции разнообразных информационных систем, работающих на предприятии. Так, на уровне немецкой концепции Industry 4.0 понятие единого информационного пространства обогащается слоем данных, снимаемых с интеллектуальных датчиков, а также интеллектуальным анализом этих данных, воздействующим на различные подсистемы предприятия, например, запуск 3D-печати или отправка информации клиенту предприятия. В схематичном виде концепция Industry 4.0 представлена на рисунке 3.

 


***

Феномен быстро растущей популярности IoT в мире объясняется многообразием возможностей, открывающихся при сочетании цифровой и офлайн-реальности, на разных уровнях. На рисунке 5 представлены возможные выгоды различных отраслей РФ от внедрения технологий IoT.

В нашей стране консолидирующей площадкой по направлению Интернета вещей является Ассоциация Интернета вещей — некоммерческая общественная организация, которая ставит задачу аккумулировать научный и ресурсный потенциал для реализации крупномасштабных проектов в области IoT, вплоть до разработки стандартов и параметров протоколов.

Вернуться к списку статей
Оставьте комментарий
Мы не публикуем комментарии: не содержащие полезной информации или слишком краткие; написанные ПРОПИСНЫМИ буквами; содержащие ненормативную лексику или оскорбления.
О журнале

Журнал Jet Info регулярно издается с 1995 года.

Узнать больше »
Подписаться на Jet Info

Хотите узнавать о новых номерах.

Заполните форму »
Контакты

Тел: +7 (495) 411-76-01
Email: journal@jet.su