Сайт находится в состоянии доработки. Извиняемся за неудобства.

x
© 1995-2020 Компания «Инфосистемы Джет»
Сетевые решения

Интернет вещей: технологии, меняющие бизнес

308

0

12

0

3

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). 

Технологические предпосылки IoT:

 

  • Снижение стоимости вычислительных мощностей
    Удешевление процессоров, памяти и систем хранения данных.
  • Развитие облачных технологий и Big Data
    Данные технологии позволяют иметь гибкую систему хранения и анализа данных в условиях постоянного увеличения объема.
  • Снижение стоимости передачи данных
    Снижение затрат позволяет перенаправить средства на инвестиции в большие процессинговые системы.
  • Быстрое увеличение количества устройств
    Количество сенсоров и «подключенных» устройств увеличивается.
Технологическая экосистема IoT
«Интернет вещей»
«Умные решения» «Умное производство»
«Интеллектуальные сети»
«Умный город»
«Умный транспорт»
«Умная логистика»
«Умное здравоохранение и телемедицина»
«Умное сельское хозяйство»
«Умный дом»
«Умные решения для потребительского рынка»
Платформа Управление устройствами Анализ данных Обеспечение безопасности
Агрегация и хранение данных Обработка и хранение данных
Передача данных Фиксированная связь Мобильная связь Спутниковая связь
Сбор данных Сенсоры и датчики Счетчики Видеокамеры

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 2 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.

Логика развития производственного предприятия по пути цифровизации
  Бизнес и технологические процессы ИТ-инфраструктура
Как сейчас Связаны «через бумагу» Разрешенные системы
Industrial Intranet Связаны в электронном виде Интегрированы со смежными предприятиями
Industrial Internet Единая ИТ-инфраструктура Интегрирована со смежными предприятиями

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.

Рисунок 3. Инфраструктура Industry 4.0
Возможная выгода отраслей РФ от внедрения методов Интернета вещей
  Отрасль Сегмент Возможности
$ 16 млрд Энергетика Производство электроэнергии Использование возобновляемых источников энергии
Кросс-отраслевая автоматизация
Эффектное распределение энергии
Распределение электроэнергии
$ 48 млрд Добыча полезных ископаемых Добыча нефти и газа Мониторинг оборудования
Сервис по требованию
Оптимизация процесса
Проактивное управление
Добыча угля
Добыча металлических руд
$ 30 млрд Строительство Строительство зданий Оптимизация процесса
Мониторинг
Кросс-отраслевая автоматизация
Проактивное управление
Строительство инженерных сооружений
$ 41 млрд Транспорт Железнодорожный транспорт Кросс-отраслевая автоматизация
Сервис по требованию
Мониторинг
Внедрение интеллектуальных транспортных систем
Автотранспорт
Авиатранспорт
Трубопроводный транспорт
$ 73 млрд Производство Химическая промышленность Кросс-отраслевая автоматизация
Проактивное управление
Оптимизация производства
Мониторинг
Нефтепереработка
Металлургия
Машиностроение
$ 81 млрд Торговля Розничная торговля Управление потребительской активностью
Оптимизация логистических процессов
Оптовая торговля
$ 19 млрд Здравоохранение Здравоохранение Удаленная диагностика пациентов
Предоставление социальных услуг
Профилактика заболеваний
$ 25 млрд Финансы Страхование Страховая телеграмма
Мониторинг инкассации
Банковская деятельсность

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.

Следите за нашими обновлениями

Кластерные СУБД

Направление развития информационных технологий все чаще затрагивает кластеризацию или разделение БД по нескольким серверам.

Как изменится ритейл в 2020 году

Какие тренды характерны для отечественного ритейла, и как мировые гиганты справляются с вызовами рынка

Обзор решений по защите от таргетированных атак

Обзор представляет решения Anti-APT от ведущих производителей: FireEye, Trend Micro Deep Discovery, Check Point SandBlast, Kaspersky Anti Targeted Attack Platform (KATA)

Спасибо!
Ваш материал отправлен.
Мы с вами свяжемся
Предложить
авторский материал
Спасибо!
Вы подписались на обновления наших статей
Подписаться
на рубрику






Спасибо!
Вы подписались на обновления наших статей
Оформить
подписку на журнал







Спасибо!
Вы подписались на обновления наших статей
Оформить
подписку на новости







Спасибо!
Вы подписались на наши новости.
Оформить
подписку на Новости
Спасибо!
Ваша заявка отправлена.
Мы с вами скоро свяжемся.
Задать вопрос
редактору

Оставить заявку

Мы всегда рады ответить на любые Ваши вопросы

* Обязательные поля для заполнения

Спасибо!

Благодарим за обращение. Ваша заявка принята

Наш специалист свяжется с Вами в течение рабочего дня