Суть IIoT: Датчики, большие данные и принятие решений в реальном времени
Что же такое Промышленный Интернет Вещей (IIoT)?
Промышленный Интернет Вещей или IIoT, ссылается на миллиарды промышленных устройств - от машин на заводе до двигателей в самолетах - которые заполнены датчиками, подключены к беспроводным сетям, а также собирают и обмениваются данными.
Появление миниатюрных недорогих датчиков и широкополосных беспроводных сетей теперь означает, что даже самые маленькие устройства могут быть подключены к сети, учитывая уровень цифрового интеллекта, который позволяет отслеживать и контролировать их, а также обмениваться данными об их состоянии и общаться с другими устройствами. Все эти данные могут собираться и анализироваться для повышения эффективности бизнес-процессов.
Какие потребности бизнеса могут быть решены с помощью Промышленного Интернета Вещей?
Почему Промышленный Интернет вещей так важен?
IIoT важен из-за его потенциала для более быстрого и эффективного принятия решений. Изменения, которые может принести IIoT, также тесно связаны с проектами цифровой трансформации, над которыми работают многие компании.
Предоставляя чрезвычайно подробные данные в режиме реального времени, IIoT может помочь компаниям лучше понять свои бизнес-процессы и, анализируя данные, поступающие от датчиков, может сделать их процессы более эффективными и даже открыть новые источники дохода. Промышленный Интернет вещей может также дать им представление о более широкой цепочке поставок, что позволит предприятиям координировать свои действия и повысить эффективность.
Какие отрасли переходят на промышленный Интернет вещей?
Прямо сейчас IIoT представляет особый интерес для производственной, розничной, коммунальной и транспортной отраслей. Проекты IIoT могут дать производителям лучшее представление о том, как работают их производственные линии, и сделать более точные прогнозы относительно того, когда конкретным машинам потребуется обслуживание, что сократит непредвиденные простои.
Коммунальные предприятия могут использовать IIoT, чтобы сократить расходы на отправку персонала для проверки удаленных установок, сделав их самоконтролируемыми.
Розничные торговцы могут понять, где в их цепочке поставок находятся "узкие места", а транспортные компании могут лучше понять производительность своего автопарка.
Но это не единственные заинтересованные сектора: здравоохранение и правительство также, вероятно, станут крупными приверженцами IIoT. И хотя сейчас он в основном изучается более крупными организациями, он может получить более широкое распространение по мере снижения цен на оборудование и услуги.
В чем отличие между Интернетом вещей и Промышленным Интернетом Вещей?
IIoT не следует путать с потребительским Интернетом вещей, хотя они частично совпадают.
Потребительские устройства Интернета вещей могут варьироваться от умных часов до динамиков для умного дома (а также лампочек, дверных замков и других устройств) и даже обуви или одежды. Однако основная идея потребительского IoT в основном та же, что и у IIoT: использовать датчики и автоматизацию для повышения эффективности процессов.
Но потребительский Интернет вещей не является производственным процессом, а делает жизнь проще или веселее (или, в зависимости от вашей точки зрения, заманивает нас всех в сеть повсеместного наблюдения с помощью интеллектуальных машин, которые мы приветствуем в своих домах).
Насколько велик Промышленный Интернет Вещей?
По прогнозам, мировые расходы на Интернет вещей (IoT) достигнут 745 миллиардов долларов в 2019 году - по сравнению с 646 миллиардами долларов, потраченными в 2018 году - и, скорее всего, достигнут 1 триллиона долларов в 2022 году. Подавляющая часть этих расходов будет приходиться на бизнес.
IIoT уже крупный бизнес: по данным технического аналитика IDC производители потратят на него $197 млрд в этом году, транспортные компании - $71 млрд, коммунальные - $61 млрд. В отличие от этого, потребительские расходы IoT достигнут $108 млрд - в основном они будут направлены на "умный дом", личный оздоровительный отдых, а также на подключенные информационно-развлекательные системы для транспортных средств.
То, на что компании тратят бюджет IoT, будет разным: для производителей ключевыми будут системы поддержки производства и управления активами; для транспортных компаний приоритетными будут мониторинг грузов и управление автопарком, в то время как для коммунальных предприятий в расходах будет преобладать строительство "умных" сетей для электроэнергии, газа и воды.
Изображение: IDC
IDC заявила, что ведущие варианты использования Интернета вещей для бизнеса будут включать производственные операции (100 млрд долларов), управление производственными активами (44,2 млрд долларов) и мониторинг грузовых перевозок (41,7 млрд долларов), но технический аналитик сказал, что наиболее быстрый рост, вероятно, будет в таких областях, как автоматизация аэропортов, зарядка электромобилей, мониторинг полей в сельском хозяйстве, а также прикроватный мониторинг в здравоохранении и маркетинг в магазинах в розничной торговле.
По данным IDC, на услуги Интернета вещей в разбивке по типам технологий будет приходиться 258 миллиардов долларов из этих расходов, при этом расходы на оборудование составляют 250 миллиардов долларов, из которых более 200 миллиардов пойдут на датчики. В 2019 году расходы на программное обеспечение Интернета вещей составят 154 миллиарда долларов. Больше всего потратят США и Китай, за ними следуют Япония, Германия, Корея, Франция и Великобритания.
Каковы текущие и будущие варианты использования промышленного Интернета вещей?
Изображение: Rolls-Royce
Rolls-Royce является хорошим примером текущего и завтрашнего использования IIoT. Производитель двигателей получает более 70 триллионов точек данных от двигателей, находящихся в эксплуатации у своих клиентов. В то время как первоначальная сервисная модель базировалась на ремонте вышедших из строя двигателей, теперь она может использовать эти данные для управления и планирования ремонта двигателей, например, объединяя эти данные с аналитикой машинного обучения, чтобы предупредить инженеров о потенциальных проблемах до того, как они будут замечены.
У компании также есть некоторые футуристические идеи - например, использование роя миниатюрных роботов диаметром всего 10 мм, которые ползают по двигателям с крошечными камерами, позволяя инженерам проводить визуальный осмотр двигателя без необходимости снимать его с самолета.
Другая идея заключается в том, чтобы роботы с дистанционным управлением выполняли специализированный ремонт, что позволило бы уменьшить необходимость выезда инженерных бригад на место нахождения самолета, что привело бы к более быстрому возвращению в эксплуатацию.
Для чего сейчас используется промышленный Интернет вещей?
Идея использования датчиков для отслеживания товаров или мониторинга техники сама по себе не является чем-то особенно новым. Отличительной особенностью IIoT является то, что массовое внедрение стало возможным благодаря низкой цене датчиков, повсеместным возможностям беспроводной обработки новинок и появлению аналитики больших данных.
Но для большинства компаний IIoT еще только начинается. Некоторые из задействованных технологий были (и остаются) слишком дорогими или сложными для массового внедрения, в то время как другие - например, сети 5G - еще не готовы.
Какие предприятия уже пользуются преимуществами Индустриального Интернета Вещей?
Хотя крупнейшие организации добились определенного прогресса, многие потенциальные пользователи IIoT все еще находятся на ранних этапах инвестирования.
Например, в Великобритании поддерживаемая государством инновационная организация Digital Catapult работает с двумя производителями, Dyer Engineering и Special Metals Wiggin, над созданием «демонстратора Connected Factory» и ищет стартапы с поддержкой IoT и LPWAN, которые могут развернуть свои решения для отслеживания в реальной производственной среде. Проект направлен на решение некоторых проблем, связанных с измерением, оптимизацией и контролем процессов, а также с отслеживанием местоположения активов, оборудования и компонентов внутри помещений.
Еще одна серия интеллектуальных заводских испытаний в Великобритании, в которой инженерная компания Worcester Bosch будет использовать 5G, датчики Интернета вещей и аналитику данных, чтобы помочь в профилактическом обслуживании путем прогнозирования отказов оборудования.
Интеллектуальная фабричная линия IIoT с питанием от 5G в Worcester Bosch.
Изображение: Worcester Bosch
С чем часто путают Промышленный Интернет вещей?
Существует несколько альтернативных названий, используемых для IIoT. Одна из них - Машина к машине (M2M); другие говорят о "четвертой промышленной революции" или Industry 4.0.
Все эти маркировки в значительной степени взаимозаменяемы; ключевая концепция заключается в том, что всеобъемлющие данные в реальном времени и динамическое принятие решений могут обеспечить значительный прирост производительности для бизнеса.
Каковы ключевые технологии промышленного Интернета вещей?
Наиболее простыми для понимания являются три основных компонента инфраструктуры IIoT: датчики, сеть и аналитика.
IIoT сейчас только обретает форму, так как каждый из этих элементов достаточно зрелый и дешевый, чтобы проекты могли быть финансово жизнеспособными. Как они сочетаются, будет зависеть от конкретного проекта.
Промышленный интернет вещей и 5G
Датчики могут быть любыми, от камер до термометров или датчиков движения, в зависимости от проекта.
Сети могут варьироваться от Bluetooth и Wi-Fi до сетей 4G и (скоро) 5G и спутниковой связи в зависимости от варианта использования.
В проекте IIoT может использоваться более одного варианта - система отслеживания, которая использует спутниковые каналы во время доставки товаров морем, а затем переключается на Wi-Fi, когда они прибывают в порт.
Продавцы - от спутниковых компаний до сетевых компаний и операторов мобильной связи - все стремятся захватить часть этого бизнеса. Все эти датчики будут создавать огромные объемы данных в реальном времени, которые необходимо будет анализировать намного быстрее, для быстрого принятия решений, которые, как утверждают сторонники IIoT, повысят эффективность бизнеса.
Gartner прогнозирует, что в 2019 году будет использоваться 14,2 миллиарда подключенных устройств, а к 2021 году их общее количество достигнет 25 миллиардов, что позволит получать огромные объемы данных, включая видео, неподвижные изображения, речь, активность сетевого трафика и данные датчиков. ИИ будет ключом к управлению этим потоком, поиску закономерностей и прогнозированию. «ИТ-директора должны создать организацию, располагающую инструментами и навыками для использования ИИ в своей стратегии Интернета вещей», - сказал Gartner.
Промышленный Интернет вещей и облачные вычисления
Большинство из этих решений в той или иной форме также будут включать в себя облачные вычисления. Это может быть просто хранение данных или большой анализ данных, или же они могут быть более сложными. Поставщики облачных вычислений предлагают услуги, которые простираются от их центра обработки данных до края сети - так называемые граничные вычисления, где анализ данных проводится на устройстве IoT или рядом с ним, а не в удаленном центре обработки данных облака. Сокращая расстояние, на которое приходится перемещаться данным, компании могут получить ответы быстрее. Microsoft имеет свой Azure IoT концентратор, Google имеет Google Cloud IoT, а Amazon Web Services имеет свои AWS IoT сервисы.
Промышленный Интернет вещей и безопасность
IIoT несет с собой новые риски безопасности, поскольку сетевые объекты, которые ранее были автономными, сейчас будут подвергаться риску того, что хакеры могут перехватывать передаваемые данные или даже пытаться получить контроль над устройствами. Производители потребительских IoT-устройств долгое время подвергались критике за плохие методы безопасности, такие как слабые или несуществующие пароли и программное обеспечение, которое невозможно обновить, когда обнаруживаются ошибки. IIoT приходится бороться с этими и многими другими проблемами, но ставки потенциально гораздо выше. Подключение производственных линий или электросетей к Интернету в той или иной форме (или даже к сети) увеличивает потенциальную угрозу атаки хакеров. IIoT может сделать предприятия более гибко реагирующими, но может также подвергнуть критически важную национальную инфраструктуру риску кибератак.
Согласно опросу 750 предприятий, проведенному компанией спутниковой связи Inmarsat, только каждая третья компания инвестировала в новые технологии безопасности или работала со специалистами по безопасности для получения помощи. Более половины заявили, что им не хватает персонала, обладающего навыками кибербезопасности, для развертывания своих промышленных IoT. "Без безопасных промышленных сетей IoT предприятия могут оказаться уязвимыми для кибератак, направленных на выведение из строя промышленного оборудования, программ-вымогателей или промышленного шпионажа", - предупреждает Inmarsat.
Некоторые из областей, которые необходимо учитывать компаниям, включают управление доступом, безопасные среды выполнения, шифрование данных, а также проверку и аутентификацию между датчиками, шлюзами и платформой оркестровки программного обеспечения. Опрос, проведенный техническим аналитиком Gartner, показал, что безопасность является одной из наиболее важных областей технической озабоченности для организаций, развертывающих системы IoT, в основном потому, что они не имеют полного контроля над используемым программным и аппаратным обеспечением. Неудивительно, что расходы на безопасность Интернета вещей растут значительными темпами (см. Диаграмму).
Изображение: Gartner
Еще одна проблема с безопасностью IIoT заключается в том, что, хотя эти проекты планируются, развертываются и эксплуатируются на уровне бизнес-подразделения, установка последовательной более широкой стратегии безопасности является редкостью. По словам Gartner, решение о том, какие продукты и услуги использовать, является "в основном разовым", основываясь на альянсах поставщика устройств с партнерами или на основной системе, которую эти устройства улучшают или заменяют.
Как начать работу с промышленным Интернетом вещей?
Первый шаг к стратегии IIoT - понять, чего вы пытаетесь достичь. Проекты IIoT могут быть ориентированы на профилактическое обслуживание, промышленную автоматизацию, повышение операционной эффективности, сокращение времени простоя или принятие более эффективных бизнес-решений и создание новых потоков доходов. Для каждого из них потребуется свой набор датчиков, сетей и аналитики данных.
Каковы перспективы Интернета Вещей в будущем?
IIoT все еще в основном находится на стадии испытаний и пилотных проектов, за некоторыми исключениями, когда крупные производители вложили большие средства. По мере того как датчики становятся меньше и дешевле, а сеть 5G (в частности) становится все более распространенной, вероятно, интерес к IIoT будет продолжать расти.
Стив Рейнджер для ZDNet.