Сутність IIoT: Датчики, великі дані та прийняття рішень в реальному часі
Що ж таке Промисловий Інтернет Речей (IIoT)?
Промисловий Інтернет Речей чи IIoT, посилається на мільярди промислових пристроїв - від машин на заводі до двигунів в літаках - які заповнені датчиками, підключені до бездротових мереж, а також збирають та обмінюються даними.
Поява мініатюрних недорогих датчиків та широкосмугових бездротових мереж тепер означає, що навіть найменші пристрої можуть бути підключені до мережі, враховуючи рівень цифрового інтелекту, який дозволяє відстежувати та контролювати їх, а також обмінюватись даними про їх стан та спілкуватись із іншими пристроями. Всі ці дані можуть збиратись та аналізуватись для підвищення ефективності бізнес-процесів.
Які потреби бізнесу можуть бути вирішені за допомогою Промислового Інтернету речей?
Чому Промисловий Інтернет речей такий важливий?
IIoT важливий через його значний потенціал для більш швидкого та ефективного прийнятя рішень. Зміни, які може принести IIoT, також тісно пов'язані з проектами цифрової трансформації, над якими працює багато компаній.
Надаючи надзвичайно докладні дані в режимі реального часу, IIoT може допомгти компаніям краще зрозуміти свої бізнес-процеси та, аналізуючи дані що поступають від датчиків, може зробити їх процеси більш ефективними та навіть відкрити нові джерела доходу. Промисловий Інтернет речей може також надати їм уявлення про більш широкий ланцюжок постачання, що дозволить підприємствам координувати свої дії та підвищити ефективність.
Які галузі переходять на промисловий Інтернет речей?
Прямо зараз IIoT представляє особливий інтерес для виробничої, роздрібної, комунальної та транспортної галузей. Проекти IIoT можуть надати виробникам краще уявлення про те, як працюють їх виробничі лінії, та зробити точніші прогнози стосовно того, коли конкретним машинам буде потрібне обслуговування, що скоротить непередбачувані простої.
Комунальні підприємства можуть використовувати IIoT, щоб скоротити видатки на відправку персоналу для перевірки віддаленого обладнання, зробивши його самоконтрольованим.
Роздрібні торговці можуть зрозуміти, де в їх ланцюжку постачання знаходяться "вузькі місця", а транспортні компанії можуть краще зрозуміти продуктивність власного автопарку.
Але це не єдині зацікавлені сектори: охорона здоров'я та уряд також, ймовірно, стануть яскравими прибічниками IIoT. Хоча зараз він в основному досліджується великими організаціями, але згодом може отримати більш широке розповсюдження зі зниженням цін на обладнання та послуги.
В чому відмінність між Інтернетом речей та Промисловим Інтернетом Речей?
IIoT не слід плутати із користувацьким Інтернетом речей, хоча вони частково збігаються.
Користувацькі пристрої Інтернету речей можуть варіюватися від розумних годинників до динаміків для розумного дома (а також лампочок, дверних замків та інших пристроїв) та навіть взуття та одягу. Проте основна ідея користувацького IoT в основному така ж саме, що й в IIoT: використовувати датчики та автоматизацію для підвищення ефективності процесів.
Але користувацький Інтернет речей не є виробничим процесом, а робить життя простішим чи веселішим (або, в залежності від вашої точки зору, заманює нас всіх в мережу цілодобового спостереження за допомогою інтелектуальних машин, які ми вітаємо в своїх домівках).
Наскільки великий Промисловий Інтернет Речей?
За прогнозами, світові видатки на Інтернет речей (IoT) досягнуть 745 мільярдів доларів США 2019 року - у порівнянні з 646 мільйонами, витраченими 2018 року - та, скоріше за все, сягнуть 1 трильйна доларів в 2022 році. "Левова" доля цих витрат буде припадати на бізнес.
IIoT вже великий бізнес: згідно даних технічного аналітика IDC виробники витратять на нього $197 млрд цього року, транспортні компанії - $71 млрд, комунальні - $61 млрд. На відміну від цього, користувацькі видатки IoT сягнуть $108 млрд - в основному вони будуть спрямовані на "розумний дім", особистий оздоровчий відпочинок, а також на підключенні інформаційно-розважальні системи для транспортних засобів.
Витрати компаній бюджету IoT будуть різними: для виробників ключовими будуть системи підтримки виробництва та керування активами; для транспортних компаній пріоритетними будуть моніторинг вантажів та керування автопарком, в той час, як для комунальних підприємств у видатках буде переважати налаштовування "розумних" мереж для електроенергії, газу та води.
Зображення: IDC
IDC заявила, що провідні варіанти використання Інтернету речей для бізнесу будуть включати виробничі операції (100 млрд доларів), управління виробничими активами (44,2 млрд доларів) та моніторинг вантажних перевезень (41,7 млрд доларів), але технічний аналітик сказав, що найбільш швидкий зріст, ймовірно, буде в таких областях, як автоматизація аеропортів, зарядка електромобілів, моніторинг полів в сільському господарстві, а також приліжковий моніторинг в охороні здоров'я та маркетинг в магазинах роздрібної торгівлі.
За даними IDC, на послуги Інтернету речей з розбивкою за типами технологій буде припадати 258 мільярдів доларів з цих видатків, при цьому видатки на обладнання складають 250 мільярдів доларів, з яких понад 200 мільярдів підуть на датчики. В 2019 році видатки на програмне забезпечення Інтернету речей складуть 154 мільярди доларів. Найбільше витратять США та Китай, за ними йдуть Японія, Германія, Корея, Франція та Великобританія.
Які поточні та майбутні варіанти використання Промислового Інтернету речей?
Зображення: Rolls-Royce
Rolls-Royce є гарним прикладом поточного та майбутнього використання IIoT. Виробник двигунів отримує понад 70 трильйонів одиниць даних від двигунів, які експлуатують їх клієнти. В той час, як перша сервісна модель базувалась на ремонті приладійв, що вийшла з ладу, але тепер вона може використовувати ці дані для управління та планування ремонту двигунів, наприклад, об'єднувати ці дані з аналітикою машинного навчання, щоб попередити інженерів про потенційні проблеми до того, як вони будуть помічені.
У компанії також є деякі футуристичні ідеї - наприклад, використання рою мініатюрних роботів діаметром всього 10 мм, які повзають двигуном з крихітними камерами, дозволяючи інженерам проводити візуальний огляд двигуна без необхідності демонтажу його з літака.
Інша ідея полягає в тому, щоб роботи з дистанційним керуванням виконували спеціалізований ремонт, що дозволило би зменшити необхідність виїзду інженерних бригад на місце знаходження літака, що призвело би до швидшого повернення в експлуатацію.
Для чого зараз використовується Промисловий Інтернет речей?
Ідея використання датчиків для відстеження товарів або моніторингу техніки сама по собі не є особливо новою. Відмінністю IIoT є те, що масове впровадження стало можливим завдяки низькій ціні датчиків, повсюдним можливостям бездротової обробки новинок і появи аналітики великих даних. Але для більшості компаній IIoT ще тільки починається. Деякі з задіяних технологій були (і залишаються) занадто дорогими або складними для масового впровадження, в той час, як інші - наприклад, мережі 5G - ще не готові.
Які підприємства вже користуються перевагами Промислового Інтернету Речей?
Хоча найбільші організації домоглися певного прогресу, багато потенційні користувачі IIoT все ще знаходяться на ранніх етапах інвестування.
Наприклад, у Великобританії підтримувана державою інноваційна організація Digital Catapult працює з двома виробниками, Dyer Engineering та Special Metals Wiggin над створенням «демонстратора Connected Factory» і шукає стартапи з підтримкою IoT і LPWAN, які можуть розгорнути свої рішення для відстеження в реальному виробничому середовищі.
Проект спрямований на розв'язання деяких проблем, пов'язаних з вимірюванням, оптимізацією і контролем процесів, а також з відстеженням розташування активів, обладнання та компонентів всередині приміщень.
Ще одна серія інтелектуальних заводських випробувань в Великобританії, в якій інженерна компанія Worcester Bosch буде використовувати 5G, датчики Інтернету речей та аналітику даних, щоб допомогти в профілактичному обслуговуванні шляхом прогнозування відмов обладнання.
Інтелектуальна фабрична лінія IIoT з живленням від 5G в Worcester Bosch.
Зображення: Worcester Bosch
З чим часто плутають Промисловий Інтернет речей?
Існує кілька альтернативних назв, використовуваних для IIoT.
Одна з них - Машина до машини (M2M); інші говорять про "четверту промислову революцію" або Industry 4.0.
Всі ці маркування значною мірою взаємозамінні; ключова концепція полягає в тому, що всеосяжні дані в реальному часі і динамічне прийняття рішень можуть забезпечити значний приріст продуктивності для бізнесу.
Які ключові технології Промислового Інтернету речей?
Найзрозумілішими є три основних компоненти інфраструктури IIoT: датчики, мережа і аналітика.
IIoT зараз лише формується, бо кожен з цих елементів досить зрілий і дешевий, щоб проекти могли бути фінансово життєздатними. Як вони поєднуються, буде залежати від конкретного проекту.
Промисловий Інтернет Речей та 5G
Датчики можуть бути будь-якими, від камер до термометрів або датчиків руху, в залежності від проекту.
Мережі можуть варіюватися від Bluetooth і Wi-Fi до мереж 4G і (скоро) 5G і супутникового зв'язку в залежності від варіанту використання.
У проекті IIoT може використовуватися більше одного варіанту - система відстеження, яка використовує супутникові канали під час доставляння товарів морем, а потім перемикається на Wi-Fi, коли вони прибувають в порт.
Продавці - від супутникових компаній до мережевих компаній і операторів мобільного зв'язку - усі прагнуть захопити частину цього бізнесу. Всі ці датчики будуть створювати величезні обсяги даних в реальному часі, які необхідно буде аналізувати набагато швидше, для швидкого прийняття рішень, які, як стверджують прихильники IIoT, підвищать ефективність бізнесу.
Gartner прогнозує, що у 2019 році буде використовуватися 14,2 мільярда підключених пристроїв, а до 2021 року їх загальна кількість досягне 25 мільярдів, що дозволить отримувати величезні обсяги даних, включаючи відео, нерухомі зображення, мову, активність мережевого трафіку і дані датчиків. ШІ (штучний інтелект) буде ключем до управління цим потоком, пошуку закономірностей і прогнозування. «ІТ-директори повинні створити організацію, яка має інструменти та навички для використання ШІ у своїй стратегії Інтернету речей», - сказав Gartner.
Промисловий Інтернет речей та хмарні обчислення.
Більшість з цих рішень в тій чи іншій формі також будуть містити в собі хмарні обчислення. Це може бути просто зберігання даних або великий аналіз даних, або ж вони можуть бути більш складними. Постачальники хмарних обчислень пропонують послуги, які простягаються від їх центру обробки даних до краю мережі - так звані граничні обчислення, де аналіз даних проводиться на пристрої IoT або поруч з ним, а не в віддаленому центрі обробки даних хмари. Скорочуючи відстань, на яке припадає переміщатися даними, компанії можуть отримати відповіді швидше. Microsoft має свій Azure IoT концентратор, Google має Google Cloud IoT, а Amazon Web Services має свої AWS IoT сервіси.
Промисловий Інтернет речей та безпека
IIoT несе з собою нові ризики безпеки, оскільки мережеві об'єкти, які раніше були автономними, зараз будуть піддаватися ризику того, що хакери можуть перехоплювати дані, що передаються або навіть намагатися отримати контроль над пристроями. Виробники споживчих IoT-пристроїв довгий час піддавалися критиці за погані методи безпеки, такі як слабкі або неіснуючі паролі і програмне забезпечення, яке неможливо оновити, коли виявляються помилки. IIoT доводиться боротися з цими та багатьма іншими проблемами, але ставки потенційно набагато вище. Підключення виробничих ліній або електромереж до Інтернету в тій чи іншій формі (або навіть до мережі) збільшує потенційну загрозу атаки хакерів. IIoT може дозволити підприємтсвам реагувати більш гнучко, але може також піддати критично важливу національну інфраструктуру ризику кібератак.
Згідно з опитуванням 750 підприємств, проведеного компанією супутникового зв'язку Inmarsat, тільки кожна третя компанія інвестувала в нові технології безпеки або працювала з фахівцями з безпеки для отримання допомоги. Більша частина заявили, що їм не вистачає персоналу з навичками кібербезпеки, для розгортання своїх промислових IoT.
"Без безпечних промислових мереж IoT підприємства можуть виявитися уразливими для кібератак, спрямованих на виведення з ладу промислового обладнання, програм-вимагачів або промислового шпигунства", - попереджає Inmarsat. Деякі з областей, які необхідно враховувати компаніям, включають управління доступом, безпечні середовища виконання, шифрування даних, а також перевірку та аутентифікацію між датчиками, шлюзами та платформою оркестровки програмного забезпечення. Опитування, проведене технічним аналітиком Gartner, показало, що безпека є однією з найбільш важливих областей технічної стурбованості для організацій, що розгортають системи IoT, в основному тому, що вони не мають повного контролю над використовуваним програмним іта апаратним забезпеченням. Не дивно, що витрати на безпеку Інтернету речей зростають значними темпами (див. Діаграму).
Зображення: Gartner
Ще одна проблема з безпекою IIoT полягає в тому, що хоча ці проекти плануються, розгортаються і експлуатуються на рівні бізнес-підрозділу, установка послідовної ширшої стратегії безпеки є рідкістю. За словами Gartner, рішення про те, які продукти і послуги використовувати, є "в основному разовим", ґрунтуючись на альянсах постачальника пристроїв з партнерами або на основній системі, яку ці пристрої покращують або замінюють.
Як почати роботу з Промисловим Інтернетом речей?
Перший крок до стратегії IIoT - зрозуміти, чого ви бажаєте досягти.
Проекти IIoT можуть бути орієнтовані на профілактичне обслуговування, промислову автоматизацію, підвищення операційної ефективності, скорочення часу простою або прийняття більш ефективних бізнес-рішень і створення нових потоків доходів. Для кожного з них буде потрібно свій набір датчиків, мереж і аналітики даних.
Які є перспективи в Інтернету Речей в майбутньому?
IIoT все ще в основному знаходиться на стадії випробувань і пілотних проектів, за деякими винятками, коли великі виробники вклали великі кошти. У міру того як датчики стають меншими та дешевшими, а мережа 5G (зокрема) стає все більш поширеною, ймовірно, інтерес до IIoT буде продовжувати рости.
Стів Рейнджер для ZDNet.