Промышленный интернет вещей в России и в Мире

промышленный интернет вещей

 Глобализация и технический прогресс приводят человечество к тому, что все чаще рутинная работа, которую раньше делали наемные рабочие, выполняется роботами или роботизированными механизмами, управляющимися с удаленного веб-сервера. Интернет-сеть оплела весь мир и скорость передачи данных в интернете с каждым годом растет. На смену технологии скоростной передачи данных 4G приходят 5G-сети, в которых информация передается практически мгновенно.  Промышленный Интернета Вещей (ПИВ) стал следствием развития этих технологий.

Многоликий IiOT

         ПИВ (Industrial internet of things, IiOT) — это комплексная система, которая обеспечивает автоматическое управление производственными предприятиями посредством всемирной сети. Практически это выглядит так: из работы на оборудовании промышленного производства практически полностью исключается человеческий фактор, все процессы и производственные алгоритмы полностью автоматизированы и роботизированы, а управление ими осуществляется при помощи ПО на базе искусственного интеллекта (ИИ).

         На агрегатах в производстве установлены многоуровневые датчики-анализаторы, контроллеры,  видеорегистраторы и прочие технические компоненты, отвечающие за сбор и передачу данных. Вся информация поступает на специальный удаленный веб-сервер, который при помощи ИИ ее анализирует, обрабатывает и принимает оперативные решения.

         По сути человечество вошло в эпоху новой технической революции, которая уже получила название «4-я волна инноваций». Цифровая робототехника в перспективе не только заменит людей у станка, но и сможет быстро доставить в заданную точку на GPS-карте еду, диагностировать и починить поломку в автомобиле и, даже, запустить в космос спутник.

         Мировой потенциал индустриального интернета, где вещи производятся под заказ конкретного потребителя — огромен. IioT может охватить все сферы промышленности: производство одежды, еды, медицина, тяжелое машиностроение, энергетика, горнодобывающая, нефтяная и нефтегазовая отрасли.  

Немного статистики: В июле 2019 года международная аналитическая компания Gartner опубликовала отчет об исследовании потенциального рынка индустриального интернета вещей. Исследование называется: «Магический квадрант для интернета вещей в промышленности» (англ. «Magic Quadrant for Industrial IioT»). Результаты исследований показали, что к 2023 году количество предприятий, пользующихся IIoT может вырасти до 30%.

       

Согласно отчета, мировыми лидерами в использовании технологий  IiOt являются корпорации:

  • Tesla;
  • Hitachi;
  • IBM;
  • Apple;
  • Atos;

         Стоит отметить, что российский рынок индустриального интернета вещей тоже не стоит на месте. В июне текущего года техкомитет «Кибер физ. системы» при Росстандарте открыл для общественных оценок и предложений предварительный план действий для внедрения нац.стандартов в сфере ПИВ. Согласно проектам объемы дополнительных доходов и экономии в связи с применением инноваций 4-й волны оцениваются аналитиками в размере около пяти трлн. руб.

         Эксперты считают, что макс. эффект от использования новейших технологий IioT могут принести отрасли, связанные с несырьевым производством, а также в нефтяной и газодобывающей сферах. По  приблизительным оценкам — эффект от применения  IioT в этом секторе экономики может превысить 1 трлн. руб.. В тренде также находятся такие отрасли как агропромышленность и транспортная логистика, здесь потенциал притока дополнительных финансов может достигнуть отметки в 600 млрд.руб.

         На последней презентации возможностей беспроводной связи 5G, в рамках продвижения федерального проекта «Цифровая экономика», представители «Ростеха» рассказали о главных плюсах внедрения кибертехнологий вещевого интернета в промышленном и государственном секторах.  Также, была анонсирована «дорожная карта» по постепенному введению IioT во все сектора российской экономики.

Общепринятая терминология IoT

         Для инновационных технологий 4-й волны есть общие термины, используемые в научных исследованиях и экономическом анализе.

  • Интернет вещей (ИВ, iot, internet of things) — комплексная компьютерная система, объединяющая локальные компьютеры, облачные сервера, компьютерные сети и материальные объекты (вещи), которые управляются при помощи датчиков-контролеров и средств сбора и обработки информации в автоматическом режиме, исключая человеческий фактор (на эту тему мы уже писали объемную статью);
  • Интернет вещей в промышленности (ПИВ, IiOT) — ИВ, применяемый в промышленных масштабах на производстве и в глобальных корпорациях для ускорения и упрощения работы сотрудников, полной автоматизации производственных процессов, исключая человеческое влияние на них.
  • Smart City (англ. — «умный город») — означает автоматизацию и синхронизацию городских систем видеонаблюдения, режимов освещения, водо- и теплоснабжения, работы светофоров, охранных систем и т. д. под руководством ИИ и специального ПО, исключая или минимизируя влияние человека на эти процессы.

  • Smart House (англ. — «умный дом») — автоматизация систем жизнеобеспечения многоквартирных домов и индивидуальных коттеджей.

Как работает интернет вещей в промышленности

         «Электрочайник сам заваривает чай точно по времени, робот-пылесос с самого утра убирает в комнате, а холодильник заказывает продукты из ближайшего супермаркета…» — думаете, это сюжет фантастического фильма  «Назад в будущее», нет — это реальность, потому что будущее уже наступило и причиной этого является развитие интернета вещей.

            Принцип действия ИВ можно рассмотреть на простом примере. Сейчас популярен проект «Умный дом» (УД). Что это значит для простого обывателя? Умный дом предполагает управление своим жильем прямо с экрана смартфона  с помощью бытовых приложений. В таком доме система отопления, кондиционирования, водоподготовка, освещение, видеонаблюдение и т. д., а также почти все бытовые приборы (холодильник, ТВ и т. п.) объединены в одну комплексную домашнюю локальную сеть с помощью технологий беспроводной связи, которая управляется при помощи ИВ.

         Владелец  умного дома, без труда, может задать нужную температуру воздуха, включить или выключить любой, подключенный к сети, электроприбор и проверить состояние проводки в электросети, дистанционно, находясь в офисе или даже в командировке в другой стране. Очень удобно, не правда, ли? Это и есть те преимущества и достижения, которые дает применение ИВ в повседневной жизни. 

         В промышленности применение ИВ-технологии более глобально.  Облачные сервера хранят и обрабатывают огромные объемы  информации, которые поступают с датчиков, видеокамер, систем водоснабжения и т. д.

         На предприятиях транснациональных корпораций ПИВ делает возможным автоматизацию полного цикла промышленного производства: от проекта новой модели до конечного выпуска готового продукта на рынок и доставки его к конечному потребителю.

Плюсы использования ПИВ:

полная автоматизация производственных процессов;

дистанционное управление целыми предприятиями с минимальным количеством сотрудников на максимальных мощностях;

исключение влияния человеческого фактора;

комплексная защита баз данных, хранящихся на удаленном облачном сервере;

высокая мобильность и скорость передачи данных с использованием последних коммуникационных возможностей 5G-сетей;

автоматические прогноз и вычисление показателей КПД, мощностей производства, срока службы и эффективности оборудования;

круглосуточный мониторинг работы предприятия в реальном времени;

моментальный доступ руководящего персонала и членов совета директоров к любой информации о предприятии.

Прогноз роста объема мирового рынка ПИВ

         Экспертные аналитические исследования, проведенные международной  компанией Gartner показали, что его темпы роста стремительны и с каждым годом увеличиваются в геометрической прогрессии. Этому способствует большое число устройств, имеющих возможность прямого доступа к глобальной сети. По оценкам специалистов консалтинговой компании Сisco, на сегодняшний день на каждого жителя планеты приходится как минимум до 7-ми различных интерактивных мобильных устройств, работающих в онлайн-режиме. Это значит, что количество «умных» приборов растет вместе с численностью населения Земли.

         Каждая «вещь», подключенная таким образом к сети требует обслуживания, обновления ПО, а в случае поломки — ремонта. Все эти данные могут отслеживать при помощи ИВ транснациональные корпорации, которые производят и продают «умные предметы».

         Эксперты американских консалтинговых компаний J’son&Partners Consulting и Global Market Insights определили темпы роста мирового рынка ИВ за период 2010-2020 г.г.:

  • 2013 г. — общий объем глобального рынка ИВ был равен 98 млрд.дол. США и 14,2 млрд. приборов, имеющих прямую связь с глобальной сетью;
  • 2015 г. — 113,7 млрд. дол.;
  • 2017 г. — 312,8 млрд. дол.;
  • к 2020 году эти показатели, в сравнении с 2013-м, вырастут больше чем в 3 раза, и составят примерно 360 мдрд. дол. США и почти 35 млрд. устройств соответственно;

         Согласно результатам аналитики исследовательского центра CAGR  среднегодовые темпы роста мирового рынка ИВ составят 14,4% за период с 2017 по 2023 г.г., что в денежном эквиваленте означает объем более чем в 700 млрд. дол. в год.

         По альтернативным прогнозам агентства Machina Research рынок мирового ПИВ к 2025 году вырастет до 484,5 млрд. дол./год, что составляет 11% от общего объема рынка ИВ размером в 4,3 трлн./дол. на тот же временной период.

         Наибольшая востребованность и развитие IiOt-технологий прогнозируется в таких отраслях экономики:

  • тяжелое машиностроение;
  • медицина и здравоохранение;
  • транспорт;
  • ЖКХ;
  • smart cities.

Результаты использования IioT-платформ в различных отраслях промышленности

         Чтобы понимать насколько эффективно использование технологичных решений IioT стоит обратиться к практическим моделям и результатам их применения в конкретных промышленных областях.

Авиастроение

         В июле 2019-го руководство Иркустского авиазавода при поддержке министерства промышленности и торговли РФ представило амбициозный проект «Индустрия 4.0», который был дистанционно запущен в тестовом режиме лично замминистра. Демо-модель воспроизводит полный цикл сборки авиалайнера МС-21 в т. н. виртуальном цехе. Прямо на презентации был запущен станок, который создает ключевую авиа-деталь любого самолета — крепежный болт.

Энергосбережение

            Примером удачно реализованного проекта в сфере энергосбережения можно считать внедрение системы интеллектуальных счетчиков электроэнергии в г. Москва. Данные со счетчиков в онлайн-режиме передаются на центральный сервер компании-поставщика услуг, оплата за которые происходит в режиме-онлайн через систему  интернет-банкинга. Если абонент вовремя не оплатил счет, то подача электроснабжения автоматически блокируется для должника до тех пор пока счет не будет оплачен.

         Обратная связь тоже есть: если по каким-то причинам в системе произошел сбой и прекратилась подача электроэнергии, то ИИ быстро определит причину неисправности и место возможной поломки по геолокации, а в случае необходимости направит ремонтную группу для ликвидации неполадок.

         Также система осуществляет комплексный мониторинг текущих показателей напряжения тока в сети. В случае непредвиденных скачков напряжения — срабатывает механизм защиты и подача энергоресурсов прекращается до устранения неисправности

Транспорт

         Успешный пример внедрения ПИВ-технологий в повседневную жизнь — это реализация системы мониторинга, оплаты и геолокации общественного транспорта в городах. На примере г. Львов (Украина) можно видеть как удобно для пассажиров и качественно реализован этот проект: на остановках есть электронное табло, на котором отображается информация о номере маршрута и отрезке времени, через которое данный вид транспорта (трамвай, тролейбус и т. д.) приедет на остановку. Кроме того, движение маршрутного транспорта можно интерактивно

отслеживать на экране мобильных устройств в специальном приложении.         Оплата за услуги проезда может осуществляться по специальным картам горожанина, банковской картой по безналичному расчету или разовым/многоразовым электронным билетом с QR-кодом, купленным через интернет.

Удаленный мониторинг и предикативная диагностика

         Стратегия развития современных предприятий и бизнеса предполагает точный просчет всех возможных рисков на любом уровне управления производственными процессами. Ключевая цель — минимизация издержек на амортизацию рабочего оборудования и повышение скорости производства. Теперь эта цель легко достигается за счет автоматизации процессов мониторинга и просчета возможных неисправностей на всех этапах изготовления продукции. Эта модель работает в рамках внедрения на предприятиях технологии-ПИВ и называется предикативной диагностикой.

         Предикативная диагностика оборудования помогает повысить производительность, сэкономить на издержках амортизации и улучшить качество производимой продукции.

         Специальное ПО установленное на сервере получает данные с каждого станка и агрегата, занятого в производстве. Датчики, установленные на оборудовании фиксируют любую неисправность, производительность, мощность и т. п., информация передается на облачный сервер. Данные обрабатываются и принимается оперативное решение о дальнейшем использовании оборудования или его ремонте, замене и т. д.

Тренды российского рынка интернета вещей

         Среди главных трендов рынка ИВ в России можно выделить несколько ключевых приоритетных направлений развития:

  • IT-сектор, ключевой сегмент, который отвечает за программную составляющую всех физических объектов, подключенных к сети;
  • услуги связи с применением новейших технических решений сетей 5G. К примеру, представитель мобильного оператора «Ростелеком», на одной из недавних пресс-конференций заявил, что компания готова обеспечить полноценную поддержку сетей 5-го поколения к 2023 г.
  • внедрение предикативной диагностики в тяжелой промышленности;
  • smart city;
  • smart house;
  • научные разработки в сфере ИИ;
  • робототехника.

Факторы, влияющие на рост рынка IioT России

  • Перспективы глобального внедрения ПИВ-технологий во все сферы жизни;
  • постоянно растущие объемы потребления и запросы на новые технологичные решения;
  • поддержка госсектора;
  • развитие коммуникаций сотовых сетей;
  • партнерство с транснациональными компаниями и зарубежный опыт;
  • потребность в абсолютно новых комплексных решениях для систем безопасности производства.

Факторы, сдерживающие рост

  • чрезмерная глобализация;
  • бюрократия в госсекторе;
  • высокая конкуренция на международных рынках;
  • устаревшие технологии;
  • вредное влияние на экосистему планеты;
  • экономические санкции, связанные с военными действиями на востоке Украины;
  • нестабильность экономики;
  • отток инвесторов;
  • недостаток специалистов;
  • географические и природные условия.

         Подводя итоги, стоит отметить позитивную тенденцию развития современных технологий 4-й волны инноваций, данные о стремительном росте объемов рынка IoT подтверждают глобальную перспективу  полноценной роботизации промышленных процессов.

future2day.ru