Промышленный интернет вещей iot что это

Как это работает: промышленный интернет вещей

Еще на заре развития компьютерных сетей возникли концепции передачи данных не только между людьми, но и различным оборудованием, от бытовой техники до станков. Это направление получило название «интернет вещей» (Internet of Things, IoT).

Цифровизация производства с помощью интернета вещей позволяет снизить затраты на техническое обслуживание оборудования, сократить эксплуатационные расходы за счет более эффективного использования электроэнергии и уменьшить количество простоев.

Рассказываем, что такое индустриальный интернет, как машины объединяются в сети и что делает Ростех в этой сфере.

Что дает объединение машин в сети?

В начале нашего века воображение публики буквально будоражили картинками будущего, в которых кофеварки, будильники, кондиционеры, системы освещения взаимодействуют между собой с помощью коммуникационных систем. Самым потрясающим в подобной футурологии был не сам факт автоматизации процессов, а соединение разных приборов в единую сеть, которая обслуживается с помощью интернет-протоколов.

Уже в конце нулевых фантастика потихоньку становится реальностью, а число подключенных к сети единиц техники превысило население Земли. В начале 2010-х годов интернет вещей получил отраслевое деление: потребительский, медицинский, финансовый, транспортный, промышленный. Речь шла уже не только об «умном доме», но уже об «умной» логистике, финансах, «умных» транспортных компаниях, заводах и фабриках.

Промышленный интернет вещей (Industrial Internet of Things, IIoT) − это совокупность сетей, к которым подключены участники промышленных процессов: производственные мощности, люди, машины, облака с данными. Специальные датчики и ПО для сбора и обмена данными позволяют системам вести контроль и управление в автоматическом режиме.

Промышленный интернет вещей дает возможность объединить технические данные с одной производственной линии, завода или сети предприятий. С помощью такого объединения можно активно повышать производительность, выявляя проблемы, тормозящие производственный процесс, оптимизировать работу людей и оборудования. В результате увеличивается качество продукции, происходит рост рентабельности, конкурентоспособности, улучшается контроль за производством. В свою очередь, себестоимость продукции, материальные и энергетические затраты снижаются, а условия труда работников улучшаются; повышается уровень безопасности на производстве и растет производительность труда.

В качестве конкретного примера использования интернета вещей можно назвать прогнозирование качества продукции на основе таких источников данных, как производственное оборудование, условия окружающей среды и наблюдение сотрудников.

Еще одним направлением может стать детальный мониторинг состояния машин и оборудования, что позволит правильно оценивать эффективность их работы. Интернет вещей, например, соберет все показатели температуры и вибраций, а также коды ошибок. На основе этих и других показаний датчиков можно определить, работает ли оборудование оптимально. Так можно убедиться, в полной ли мере реализуются возможности производства.

В сфере профилактического обслуживания датчики и другое оборудование позволяют собирать и анализировать данные о состоянии оборудования. Это дает возможность выявлять неисправности до того, как они существенно повлияют на производственные процессы. Такой контроль помогает продлить срок службы оборудования, обеспечить более безопасные условия работы для сотрудников и оптимизировать все цепочки поставок.

Ростех подключает отечественный интернет вещей

Промышленный интернет вещей является важнейшим элементом Четвертой промышленной революции (Industry 4.0) наряду с дополненной реальностью, блокчейном, аналитикой больших данных, искусственным интеллектом и прочими технологиями, которые уже работают, воплощая в реальность научную фантастику недавнего прошлого.

«Прозевать» промышленный интернет вещей − значит, сойти с дистанции научно-технического прогресса, потерять конкурентоспособность на мировом рынке.

Ростех активно внедряет технологии интернета вещей и, что в наше время особенно важно, разрабатывает собственные решения в этой передовой сфере. Научно-производственное предприятие «Исток» им. А.И. Шокина холдинга «Росэлектроника» стало центром компетенций в этой сфере и уже наработало солидную экспертизу.

Специалисты «Истока» создали и развили решение для управления инженерными системами на базе интернета вещей, относящееся к категории SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных). Сейчас «Росэлектроника» выводит разработку на рынок. Она призвана заместить импортные аналоги от Siemens, Genesis, Huawei и других иностранных производителей.

SCADA − это один из наиболее часто используемых типов программных приложений для управления производственными процессами. Такие системы занимаются сбором данных в режиме реального времени для управления оборудованием и применяются там, где многочисленные удаленные объекты объединены в сеть. Они работают на электрораспредстанциях, нефте- и газопроводах, в коммунальных системах, то есть в тех сферах, где требуется автоматическое управление в режиме реального времени.

Системы SCADA включают аппаратные и программные компоненты. Аппаратное обеспечение собирает и передает данные непосредственно «с полей», которые потом обрабатываются программным обеспечением. Системы SCADA также записывают и регистрируют все события для информирования о состоянии, проблемах и инцидентах в производственных процессах.

В частности, модуль IIoT.Istok.SCADA от «Росэлектроники» позволяет реализовать автоматизированный контроль инженерных систем объекта, осуществлять централизованное оперативное управление технологическими процессами. Он берет на себя обеспечение взаимодействия инженерных систем между собой, а также с комплексом систем безопасности и пожарной сигнализации.

Модуль SCADA от «Росэлектроники» входит в платформу промышленного интернета вещей IIoT.Istok и использует ее «озеро данных» (Data Lake) − хранилище, в котором собрана различная информация всевозможных форматов из многих источников. Сбор и анализ big data дает возможность выявлять тенденции и закономерности в процессах загрузки техники, обнаруживать воздействие различных факторов и, соответственно, вносить изменения в процесс производства.

Платформа промышленного интернета вещей IIoT.Istok включена в реестр российского ПО Минцифры России и уже используется на предприятиях Ростеха. Так, в начале прошлого года IIoT.Istok пришел в авиастроение, на производственный комплекс Объединенной авиастроительной корпорации в Новосибирской области. Ноу-хау уже позволило снизить расходы на обслуживание оборудования на 10%.

Непрерывную эволюцию рабочих процессов служб эксплуатации объектов капитального строительства обеспечивает интеграция IIoT.Istok с BIM-моделью (Building Information Model – технология информационного моделирования) в цифровой двойник промышленного объекта. Система собирает информацию со встроенных в оборудование датчиков, включенных в сеть, и передает ее в центр управления. Отображение всех необходимых данных по различным стадиям жизненного цикла объекта позволяет выстроить централизованную систему мониторинга и управления всеми техпроцессами. Таким образом платформа контролирует функционирование и загрузку в режиме онлайн всей совокупности производственных линий, от отдельного рабочего места до всего предприятия. Более того, машины могут самостоятельно обмениваться информацией для выбора наиболее оптимального режима работы системы. Платформа обеспечивает и автономность работы оборудования, запуская режимы самодиагностики, самообслуживания, сервисных работ.

Промышленный интернет вещей, технология завтрашнего дня, работает уже сегодня, и, что важно, у российских разработчиков есть собственные решения, которые уже применяются на практике. В будущем их можно модернизировать, совершенствовать, но технологический задел, который нас приближает к новой Индустрии X.0, уже есть.

События, связанные с этим

Способные изобретать: о конкурсе «Инженер года 2022»

Промышленный интернет вещей (IIoT)

Промышленный интернет вещей (IIoT) представляет собой совокупность сетей и связанного с ними производственного оборудования, дополненного ПО и встроенными датчиками. Системы предназначены для сбора, обмена данными и могут управляться автоматически без участия человека. В последние годы IIoT технологии находят широкое применение во многих сферах хозяйствования. Их используют для решения множества корпоративных задач с целью повышения эффективности производственной деятельности и построения инновационных моделей ведения бизнеса. Внедрение технологии может привести к Четвертой промышленной революции, которая повлечет за собой кардинальные перемены в жизни людей, в том числе в работе, быту и обслуживании потребностей.

Компоненты Промышленного IoT

• Соединение – связь между компьютерными сетями и оборудованием может обеспечиваться различными технологиями, в том числе Bluetooth WLAN, Wi-FI, UWB и др.
• Датчики/маячки – миниатюрные передающие устройства, которые устанавливаются на объектах и с определенной частотой отправляют радиосигналы.
• Система для анализа и обработки данных – основа, определяющая местоположение маячков или датчиков. Она принимает сигналы от передающих устройств и отправляет данные пользователям, использующим систему.

Характерным примером системы, предназначенной для обработки данных, являются продукты компании Navigine, а именно веб-сервис Navigine Tracking и набор навигационных алгоритмов Navigine SDK, который разработчики могут успешно интегрировать в свои мобильные приложения.

Принцип действия и возможности IIoT

Внедрение Интернета вещей на производстве начинается с установки оборудования, в том числе контроллеров, датчиков, аппаратов, необходимых для взаимодействия техники с человеком. Далее производится сбор данных и их введение в компьютер для аналитики состояния предприятия и контроля над конкретной информацией. Полученные результаты распределяются по всем подразделениям компании, после чего работники получают доступ к данным для удобного документооборота и оперативного решения текущих задач.

IIoT открывает перед бизнесом немало возможностей:

• сбор и накопление необходимых экспертных знаний;
• снижение или полная отмена использования бумажных носителей;
• упрощение ведения бизнеса;
• оперативное получение данных о внештатных ситуациях;
• минимизация рисков сбоя оборудования и срыв сроков договоренностей.

Благодаря технологии можно быстро обрабатывать внушительные объемы данных. Система преобразует их в наиболее комфортный для пользователя вид и предоставляет возможности для фильтрации, ускоряющей производственные процессы. С помощью промышленного IoT можно более рационально использовать активы предприятия, исключать простои производства, сокращать расходы на ремонт и оплату электроэнергии. Технология позволяет отказаться от ненужных операций на производстве и повысить показатели экономических достижений компаний.

Демо-комплект для отслеживания активов

Попробуйте все возможности отслеживания объектов внутри помещений с демо-комплектом от “Навигационные решения”!

IIoT — мировой и российский промышленный интернет вещей

Благодаря глобальной автоматизации и техническому прогрессу рутинные процессы можно делегировать не только наемным сотрудникам или передать на аутсорс. Сегодня многие задачи могут решать роботы, искусственный интеллект и прочие решения, управляемые комплексами.

Если углубиться в вопрос, то общее у всех этих решений это доступ к интернету. Да и скорость передачи данных и покрытие Сетью разных регионов стран мира постоянно растут. Так, на смену 4G уже пришел 5G, а помимо 5 на рынке уже довольно много устройств с поддержкой 6. Как следствие развитие этих технологий — появление ответвления интернета вещей (IoT) — IIoT (Industrial internet of things), Промышленного интернета вещей. Или ПИВ. Рассмотрим всего его особенности: терминологию, принцип работы, плюсы, прогнозы, тренды.

Общая информация об IIoT

1. Полностью исключается человеческий фактор в рамках работы с промышленным оборудованием.
2. Все процессы и алгоритмы производства роботизируются и автоматизируются.
3. Управление этими процессами делегируется ИИ (искусственному интеллекту).

Производственное оборудование оснащается специальными IoT устройствами: датчиками, контроллерами, анализаторами, видеорегистраторами и иными аппаратными решениями, которые собирают и передают данные. Поступают эти данные на удаленный сервер с ИИ, который проводит их анализ, структурирование, обработку, после чего решает, какие действия необходимо предпринять.

Такие IIoT решения — вхождение человечества в «четвертую волну инноваций», новую эпоху технической революции. В перспективе IIoT технологии смогут:

• полностью заменить специалистов за оборудованием;
• доставлять заказы в определенные точки при помощи GPS ;
• выполнять диагностику и ремонт поломок в авто;
• даже запускать в космос летательные аппараты.

Технологии промышленного интернета вещей, эффективно работающие сегодня, имеют огромный потенциал. Ведь они могут охватить (и охватят) буквально все промышленные отрасли:

• нефтяную;
• медицинскую;
• химическую;
• энергетическую;
• горнодобывающую;
• газовую;
• пищевую;
• текстильную;

Полезная статистика: Летом 2019 года аналитическая компания международного уровня Gartner выпустила под названием «Магический квадрант для промышленного интернета вещей в промышленности». В материале имеются результаты исследований, согласно которым, уже к 2023 году число компаний, внедривших IIoT устройства и решения, вырастет на 30%.

В отчете также перечислены лидеры в плане использования промышленного интернета вещей IoT:

Стоит отметить, что IIoT в России также развивается. Так, летом 2019 года технический комитет «Кибер физ. системы», функционирующий при Росстандарте, открыл доступ общественности для предложений и оценок плана внедрения национальных стандартов в IIoT. По расчетам и проектам, объемы доходов экономики ввиду внедрения новых решений в рамках «четвертой волны инноваций» могут составить порядка 5 трлн. рублей.

Специалисты отмечают, что максимального эффекта от применения промышленного интернета вещей стоит ожидать в сферах, относящихся к:

• несырьевому производству;
• газодобывающей отрасли;
• нефтяной сфере.

Предварительные оценки показывают, что финансовый эффект от промышленного интернета вещей IIoT в этих экономических секторах принесет экономике не менее 1 трлн. рублей. Чуть меньше принесут транспортная логистика и агропромышленные комплексы — потенциал притока дополнительных денег приблизится к отметке в 600 млрд. рублей.

Полезная информация: Презентация технологии передачи данных 5G в рамках проекта федерального уровня «Цифровая экономика», проведенная сотрудниками «Ростеха», показала все существенные преимущества использования промышленного интернета IIoT. Также на мероприятии анонсировали «дорожную карту», по которой планируется внедрение IIoT в абсолютно все ниши экономики РФ.

Терминология ПИВ

Промышленный интернет вещей включает собственные специфичные термины. Они используются в экономических анализах и исследованиях:

1. IoT (интернет вещей, internet of things). Комплексная система, включающая ПК, серверы, компьютерные сети, а также материальные объекты — вещи, которыми можно управлять с помощью контроллеров и датчиков, средств сбора и обработки данных.
2. IIoT (промышленный интернет вещей, Industrial internet of things). IoT, используемый в промышленности — в рамках производств, в корпорациях и прочих предприятиях. Цель — повышение скорости, эффективности, безошибочности функционирования компании, в том числе за счет исключения влияния на них человека. Достигается за счет максимальной автоматизации производственных процессов.
3. Smart City (умный город). Система, включающая средства автоматизации и синхронизации освещения, видеонаблюдения, теплотрасс, светофоров, водопроводов, охранных и прочих решений. Управляется специализированным программным обеспечением и ИИ. Как и в предыдущих случаях — максимально исключая влияние человека на процессы.
4. Smart House (умный дом). Система, обеспечивающая жизнеобеспечение жилых зданий за счет различных решений, синхронизированных между собой. Имеет централизованное управление.

Принцип работы IIoT или как работает система промышленного интернета вещей

Еще несколько лет назад некоторые вещи казались нам фантастикой:

• автоматическое включение света при входе в квартиру;
• запуск в установленное время;
• включение кофеварки по расписанию;
• автоматический заказ заканчивающихся продуктов из супермаркета;
• видеоглазок с автоответчиком, отправляющий данные на смартфон;

Но сегодня все эти вещи — реальность. И все они относятся к интернету вещей.

Чтобы лучше понять, как все работает, стоит рассмотреть пример проекта умного дома. Для простого среднестатистического человека это решение подразумевает упрощение выполнения рутинных бытовых действий, управление различными электронными приборами со своего смартфона или планшета.

В Smart House различные системы объединяются в единую сеть при помощи беспроводной передачи данных. Что обычно входит в эту сеть:

• кондиционирование;
• отопление;
• освещение;
• подогрев пола;
• видеонаблюдение;
• бытовые приборы.

Как и в случае с промышленным интернетом вещей, автоматизация — главная составляющая умного дома. Человеку нужно лишь управлять работой устройств, входящих в систему. Причем делать это он может удаленно, хоть из офиса, хоть с другого континента. Ведь главное — доступ к интернету. Все это и есть весомые положительные стороны интернета вещей.

Но когда речь идет про промышленный интернет вещей и робототехнику, то здесь все намного глобальнее. Так, облачные серверы получают, обрабатывают и хранят огромные массивы данных, которые отправляют на них видеокамеры, контроллеры, датчики, инженерные и коммуникационные системы.

Системы искусственного интеллекта промышленного интернета вещей позволяют автоматизировать полный производственный цикл. То есть от разработки нового проекта вплоть до выпуска готового продукта и его доставки клиенту.

Преимущества IIoT

Выделим 9 наиболее существенных преимуществ промышленного интернета вещей:

1. Полная автоматизация процессов производства на предприятии.
2. Автоматический анализ, прогнозирование и вычисление КПД предприятия.
3. Удаленное управление целыми компаниями на максимальной мощности с минимальным штатом работников.
4. Высокая скорость передачи данных по беспроводным сетям
5. Полное исключение ошибок в технологических и за счет исключения влияния человеческого фактора.
6. Мощная защита корпоративной информации, которая хранится на сервере.
7. Контроль эксплуатационного срока оборудования, его эффективности.
8. Мгновенный доступ к любым необходимым данным.
9. Мониторинг функционирования предприятия в режиме 24/7.

Прогнозы относительно объема мирового рынка ПИВ

Аналитики из компании Gartner провели исследования и установили, что с каждым годом рынок промышленного интернета вещей стремительно развивается. Это обусловлено это ростом числа всевозможных электронных устройств, которые имеют прямой доступ к интернету.

А согласно экспертному заключению специалистов из компании Сisco, занимающейся консалтингом, сегодня каждый житель Земли в среднем пользуется разными устройствами, которые могут подключаться к Сети. И эта цифра постепенно увеличивается.

Вывод: Так как соотношение числа электронных «умных» гаджетов на человека растет, применение промышленного интернета вещей не останавливается.
в развитии.

Каждая «вещь» из IoT, подключенная к интернету, систематически требует:

• обновления программного обеспечения;
• определенного обслуживания;
• ремонта.

Вся эта информация отслеживается при помощи интернета вещей транснациональными компаниями, которые занимаются разработкой и реализацией «умных» вещей.

Промышленный интернет вещей (IIoT) актуальность не теряет. А прогнозы независимых экспертов свидетельствуют о том, что максимальный спрос и развитие IIoT будут наблюдаться в следующих экономических сферах:

• ЖКХ ;
• медицина;
• здравоохранение;
• транспорт;
• машиностроение;
• Smart City.

Применение IIoT в разных сферах: текущие результаты

Чтобы лучше понимать, какой именно положительный эффект может дать применение , нужно детальнее ознакомиться с примерами использования промышленного интернета вещей (IIoT). Опыт внедрения в конкретные сферы, которые мы сейчас рассмотрим, наглядно продемонстрирует результативность ПИВ.

Авиастроение

Летом 2019 года Иркутский авиастроительный завод совместно с министерством торговли и промышленности РФ представили проект под названием «Индустрия 4.0». Он был дистанционно запущен для тестирования заместителем министра.

Демонстрационная модель проекта моделирует полный цикл сборки авиалайнера . В процессе презентации был активирован агрегат, который создает болт — ключевой крепежный элемент любого самолета.

Энергосбережение

Еще один удачный пример IIoT — внедрение проекта интеллектуальных электросчетчиков в Москве. Особенности решения:

Информация со счетчиков в режиме реального времени отправляется на сервер компании, которая поставляет услуги.
Оплата за эти услуги производится онлайн — при помощи систем приема платежей.
В случае, когда абонент не успевает вовремя погасить задолженность, подача электричества на его объект блокируется системой.
Разблокировка также выполняется автоматически — после внесения на счет необходимой суммы.

В этом примере применения промышленного интернета вещей в развитии энергоснабжения также была реализована обратная связь. Так, если по определенной причине была прекращена подача электроэнергии, искусственный интеллект самостоятельно находит неполадку, включая ее место по геолокации, а также направляет к ней ремонтную бригаду.

Еще одна особенность рассматриваемой системы — комплексный анализ напряжения тока в электросети. И, если вдруг происходит скачок напряжения, автоматически срабатывает защитный механизм — подача электроэнергии прекращается на время, пока поломку не устранят специалисты.

Транспортная отрасль

Хороший пример внедрения платформы промышленного интернета вещей в повседневность — разработка и запуск системы мониторинга, геолокации, оплаты общественного транспорта.

Такой проект был успешно реализован во Львове (Украина) — на остановках смонтировали электронные табло, которые отображают:

• номер маршрута;
• время, в течение которого транспортное средство прибудет на остановку.

Также в рамках этого проекта можно отслеживать передвижение городского транспорта при помощи специального приложения для смартфонов и планшетов. А оплатить проезд предлагается несколькими способами:

• картой банка через систему безналичных расчетов;
• электронным билетом с QR- кодом (разовым или многоразовым), купленным в Сети.

Предикативная диагностика, удаленный мониторинг

Характеристики технологий промышленного интернета вещей должны соответствовать стратегии роста современного бизнеса. А он подразумевает проведение максимально точных расчетов всевозможных рисков на разных направлениях в рамках конкретного производства.

Главная задача, при этом, заключается в сведении к минимуму затрат на амортизацию агрегатов и увеличение объемов производства. И сегодня добиться этих целей можно путем автоматизации мониторинговых процессов и подсчета риска возникновения неисправностей. Причем на каждом производственном этапе. Схема работает при внедрении в компанию систем промышленного интернета вещей и имеет название «предикативная диагностика».

Выполняя предикативную диагностику, можно:

• повысить производительность оборудования;
• снизить амортизационные затраты;
• увеличить качество конечного продукта.

Как все это работает в рамках IIoT. Пример:

1. На сервер устанавливается специальное программное обеспечение.
2. Это ПО принимает информацию от каждого устройства, задействованного в процессе производства.
3. Датчики, смонтированные на этих устройствах, фиксируют такие данные, как: мощность, поломки, эффективность
4. После отправки данных на сервер они обрабатываются, после чего принимается решение о дальнейшей эксплуатации оборудования (замене, ремонте ).

Тренды промышленного интернет вещей в России

Сегодня на рынке IIoT в России выделяются следующие перспективные векторы развития:

• системы умных городов и домов;
• , отвечающий за программную часть аппаратных объектов, которые подключены к интернету;
• применение систем предикативной диагностики в промышленных сегментах;
• робототехника;
• услуги предоставления связи с применением 5G;
• научные разработки в отрасли искусственного интеллекта.

Что влияет на развитие рынка IIoT в РФ

Можно выделить 6 факторов, оказывающих влияние на рынок IIoT в России:

1. Перспектива внедрения ПИВ в разные сферы жизнедеятельности человека.
2. Непрекращающийся рост объемов потребления и запросы на более прогрессивные решения в сфере IIoT.
3. Потребность в принципиально новых, более совершенных решений в сфере обеспечения безопасности производств.
4. Сотрудничество с транснациональными корпорациями.
5. Совершенствование сотовых сетей.
6. Поддержка со стороны государства.

Что сдерживает развитие IIoT в РФ

Выделяют также факторы, которые сдерживают рост ПИВ:

1. бюрократические трудности;
2. использование устаревших технологий;
3. чрезмерная глобализация;
4. высокая конкуренция;
5. отток инвесторов;
6. экономическая нестабильность;
7. географические и природные условия;
8. недостаток экспертов;
9. плохое влияние на экологию.

В завершение стоит отметить, что технологии «четвертой волны» развиваются и внедряются в самые разнообразные сферы деятельности. А стремительный рост рынка IIoT свидетельствует о том, что существует хорошая перспектива максимальной роботизации и автоматизации процессов в промышленном сегменте.

Промышленный интернет вещей iot что это

Интернет вещей (англ. Internet of Things, IoT) — методология вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.
Концепция сформулирована в 1999 году как осмысление перспектив широкого применения средств радиочастотной идентификации для взаимодействия физических предметов между собой и с внешним окружением. Наполнение концепции «Интернета вещей» многообразным технологическим содержанием и внедрение практических решений для её реализации начиная с 2010-х годов считается устойчивой тенденцией в информационных технологиях, прежде всего, благодаря повсеместному распространению беспроводных сетей, появлению облачных вычислений, развитию технологий межмашинного взаимодействия, началу активного перехода на IPv6 и освоению программно-конфигурируемых сетей.
Задействование в «интернете вещей» предметов физического мира, не обязательно оснащённых средствами подключения к сетям передачи данных, требует применения технологий идентификации этих предметов («вещей»). Хотя толчком для появления концепции стала технология RFID, но в качестве таких технологий могут использоваться все средства, применяемые для автоматической идентификации: оптически распознаваемые идентификаторы (штрих-коды, Data Matrix, QR-коды),средства определения местонахождения в режиме реального времени. При всеобъемлющем распространении «интернета вещей» принципиально обеспечить уникальность идентификаторов объектов, что, в свою очередь, требует стандартизации.
Для объектов, непосредственно подключённых к интернет-сетям, традиционный идентификатор — MAC-адрес сетевого адаптера, позволяющий идентифицировать устройство на канальном уровне, при этом диапазон доступных адресов практически исчерпаем (248 адресов в пространстве MAC-48), а использование идентификатора канального уровня не слишком удобно для приложений. Более широкие возможности по идентификации для таких устройств даёт протокол IPv6, обеспечивающий уникальными адресами сетевого уровня не менее 300 млн устройств на одного жителя Земли.

IoT в промышленности

Огромный потенциал имеет реализация Интернета вещей в промышленности. Такое решение принято называть Industrial IoT (IIoT, Промышленный Интернет). Сбор информации с датчиков, регистрирующих изменение физических и химических параметров состояния среды, перемещение объектов и событий, позволяет обеспечить автоматизацию на качественно новом уровне. Для защиты передаваемой информации возможно использование криптостойкой защиты данных, например, кодирование по симметричному алгоритму блочного шифрования в соответствии с ГОСТ 28147-89.
Таким образом, в соответствии с концепцией Интернета вещей позволяет обеспечить коммуникацию самых различных устройств с использованием любых существующих кабельных сетей, что минимизирует затраты на развертывание и дальнейшее расширение сети.

Главное отличие обычного и промышленного интернета вещей состоит в области применения. IoT включает любые устройства, которые призваны автоматизировать повседневные задачи либо управлять удаленно. Чаще всего его применяют в бытовых, домашних условиях. В качестве примеров можно привести «умный дом», видеонаблюдение с оповещением о приближении посторонних, медицинские браслеты, которые контролируют пульс пациента и передают данные врачу.

IIoT – это подкатегория IoT, которая больше ориентирована на промышленность и ведение бизнеса. С его помощью можно автоматизировать процессы производства, уменьшить расходы на изготовление продукции, свести к минимуму убытки. IIoT не требует присутствия человека на производстве и позволяет управлять промышленным предприятием в режиме 24/7, из любой точки мира, где есть интернет. Ключевое преимущество IIoT заключается в возможности обрабатывать большие массивы данных за короткое время и представлять их в понятных пользователю форматах. В результате руководители и ведущие работники промышленного предприятия получают полное представление о состоянии технологического процесса, в том числе об узких местах, источниках основных потерь энергии, потенциально аварийных участках.

Составляющие IIoT

1. Устройства (те самые Things), которые собирают информацию о реальном мире;
2. ПО, которое делает устройства умными и отвечает за сбор и предобработку данных, перевод их в нужный формат, подключение к сети передачи данных;
3. Коммуникации, в широком смысле обеспечивающие подключение устройств друг к другу, к внешним системам. Протоколы, каналы передачи данных и т.д;
4. Платформа, которая контролирует устройства, накапливает и анализирует данные, взаимодействует с пользователем.

Как работает промышленный интернет вещей

Принцип работы технологии заключается в следующем: первоначально устанавливаются датчики, исполнительные механизмы, контроллеры и человеко-машинные интерфейсы на ключевые части оборудования, после чего осуществляется сбор информации, которая впоследствии позволяет компании приобрести объективные и точные данные о состоянии предприятия. Обработанные данные доставляются во все отделы предприятия, что помогает наладить взаимодействие между сотрудниками разных подразделений и принимать обоснованные решения.

Помимо этого, компании могут заменить быстро устаревающую бумажную документацию, а также аккумулировать экспертные знания специалистов.

Полученная информация может быть использована для предотвращения внеплановых простоев, поломок оборудования, сокращения внепланового техобслуживания и сбоев в управлении цепочками поставок, тем самым позволяя предприятию функционировать более эффективно.

При обработке огромного массива неструктурированных данных их фильтрация и адекватная интерпретация является приоритетной задачей для предприятий. В данном контексте особую значимость приобретает корректное представление информации в понятном пользователю виде, для чего используются аналитические платформы, предназначенные для сбора, хранения и анализа данных о технологических процессах и событиях в реальном времени.

Во избежание простоев и для сохранения безопасности на предприятии необходимо внедрение технологий, позволяющих обнаруживать и прогнозировать риски. Непрерывный проактивный мониторинг ключевых показателей дает возможность определить проблему и принять необходимые меры для ее решения. Для удобства операторов современные системы позволяют визуализировать условия протекания технологических процессов и выявлять факторы, оказывающие на них влияние, посредством любого веб-браузера. Оперативный анализ помогает пользователям быстрее находить причины неполадок.

Благодаря таким решениям производственные данные превращаются в полезную информацию, которая необходима для безопасного и рационального управления предприятием.

Внедрение таких технологий дает возможность предприятиям из разных отраслей экономики получить определенные преимущества: увеличить эффективность использования производственных активов на 10% за счет сокращения количества незапланированных простоев; снизить затраты на техническое обслуживание на 10%, усовершенствовав процедуры прогнозирования и предотвращения катастрофических отказов оборудования и выявляя неэффективные операции; повысить производительность на 10%, увеличить уровень энергоэффективности и сократить эксплуатационные расходы на 10% за счет более эффективного использования энергии.

Таким образом, новые технологии позволяют предприятиям разных отраслей промышленности добиться существенных конкурентных преимуществ.

Типовые результаты внедрения IIoT в промышленности

1. Применение датчиков контроля работы оборудования с выходом в сеть позволяет производителю оборудования удаленно контролировать его работу, своевременно проводить регламентные работы, предсказывать аварии и проводить планово-предупредительный ремонт или заранее подготовить необходимые детали на замену и т. п. Таким образом, IIoT является эффективным инструментом управления жизненным циклом продукции.

2. Знание о фактической и планируемой загрузке производственного оборудования, соединенного с сетью, позволяет организовать автоматическую сеть заказов между различными производствами в длинной цепочке от поставщиков материалов до потребителей конечной продукции. Это достигается путем подключения всех производственных площадок к единой программной платформе, причем ее участниками могут являться юридически разные компании.

Такая модель кардинально оптимизирует транзакционные издержки в кооперационных цепочках, которые приобретают качество самооптимизирующихся. Другими словами, применение концепции IIoT позволяет максимально оптимизировать кооперационные связи для всей цепочки предприятий-участников с целью достижения наиболее экономически эффективного результата для конечного потребителя.

3. Переход от модели продажи устройств и оборудования, измеряемых количеством поставленного оборудования, к модели продажи функционала (результатов использования) устройств и оборудования «по требованию». Например, когда компания продает не просто компрессоры, а сжатый воздух с четко определенными и гарантированными параметрами.

Таким образом, в наиболее продвинутых случаях речь может идти не просто о новом качестве технической поддержки оборудования (с использованием развитых средств телеметрии), но и об иной бизнес-модели его эксплуатации, когда оборудование вообще не передается в собственность заказчика, а оплачивается им по факту использования его функций.

IIoT в системах энергоснабжения

В электроэнергетике под определение «интернета вещей» обычно попадают «умные» или «интеллектуальные» сети (smart grids) и счетчики (smart meters). Новые технологии особенно актуальны для России, обладающей исторически сложившейся масштабной централизованной системой энергоснабжения, а это свыше 2,5 млн км линий электропередач, около 500 тыс. подстанций, 700 электростанций мощностью более 5 МВт. Однако на сегодняшний день проникновение «интернета вещей» в российскую энергетику находится на начальном уровне.

На уровне управления системой, балансами и режимами в электроэнергетике шаг в направлении цифровой обвязки активов может дать возможность более оптимально планировать загрузку генерирующих мощностей и, главное, их объем. Так как российская энергосистема построена на резервировании, создание интеллектуальной модели распределения позволило бы вывести часть неэффективной генерации из эксплуатации и частично решить вопрос перепроизводства генерирующих мощностей (рост с 215 ГВт в 2008 г. до 235 ГВт в 2016 г. при отсутствии коррелирующего роста потребления). Одновременно это позволило бы более широко внедрить современные стимулы снижения потребления электроэнергии: например, управление спросом (demand response).

В электросетевом хозяйстве более широкое внедрение интеллектуальных технологий, особенно с учетом протяженности линейных объектов, могло бы привести к повышению надежности и снижению операционных расходов. Это наконец-то позволило бы перейти к управлению сетью «по состоянию», а не проводить ремонты в соответствии с жесткими регламентными сроками.

В генерации элементы «интернета вещей» также используются – это системы управления активами класса АСУТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами). Они установлены в различных комбинациях на всех электростанциях нашей страны и позволяют дистанционно управлять и получать информацию о работе ключевых систем.

IIoT в транспортной отрасли

В транспорт IIoT проник намного глубже. В отрасли, где протяженность различных видов путей превышает 1,6 млн км, а количество грузового транспорта (автомобильного, железнодорожного и прочих) – 7 млн единиц, в принципе невозможно обойтись без систем удаленного мониторинга.

Наибольшее развитие IIoT получил в автомобильном транспорте благодаря распространению тех же смартфонов, которые водители берут с собой в дорогу и доля которых приблизилась к 50 % сотовых устройств в России. Благодаря им построены системы мониторинга загруженности дорог на картах Яндекс, Google и др.

Такие сервисы уже проникают в сферу логистики: в России появились стартапы, в основе которых лежит как раз использование IIoT.

Более серьезные системы интеллектуального мониторинга транспорта внедряются благодаря установке в автомобили систем удаленного мониторинга передвижения на базе датчиков ГЛОНАСС/GPS и систем контроля за расходом топлива. Такие устройства позволяют существенно сократить затраты и контролировать целевое использование транспорта, анализировать и оптимизировать маршруты движения, что крайне важно для логистики. Без таких устройств не обходится, наверное, ни одно более или менее крупное транспортное предприятие.

На железнодорожном транспорте технологии IIoT позволяют контролировать передвижение и местонахождение локомотивов и вагонов, отслеживать состояние компонентов техники с помощью датчиков и эффективнее планировать техобслуживание, а также предотвращать аварийные ситуации, связанные с человеческим фактором, в частности оценивать уровень усталости машиниста. Также IIoT используется для того, чтобы следить за железнодорожной инфраструктурой: путями, рельсами, стрелочными переводами, светофорами и др. С помощью датчиков можно следить за состоянием инфраструктуры в реальном времени и тоже прогнозировать предотказные состояния.

IIoT используется в предиктивных системах диагностики, которые предназначена для сбора и передачи данных о техническом состоянии подвижного состава с целью прогнозирования выхода из строя критически важных узлов. Их применение позволит повысить надежность техники, снизить количество отказов и внеплановых ремонтов, а также в перспективе перейти к обслуживанию локомотивов по состоянию. В системе диагностики используются датчики тока и вибрации, делающие тысячи измерений в секунду, модули предобработки информации, выдающие предварительный результат, который потом проще анализировать, а также умные камеры, следящие за пантографом.

Средства передачи данных

Спектр возможных технологий передачи данных охватывает все возможные средства беспроводных и проводных сетей.
Для беспроводной передачи данных особо важную роль в построении «Интернета вещей» играют такие качества, как эффективность в условиях низких скоростей, отказоустойчивость, адаптивность, возможность самоорганизации. Основной интерес в этом качестве представляет стандарт IEEE 802.15.4, определяющий физический слой и управление доступом для организации энергоэффективных персональных сетей, и являющийся основой для таких протоколов, как ZigBee, WirelessHart, MiWi,6LoWPAN, LPWAN.
Среди проводных технологий важную роль в проникновении «Интернета вещей» играют решения PLC — технологии построения сетей передачи данных по линиям электропередач, так как во многих приложениях присутствует доступ к электросетям (например, торговые автоматы, банкоматы, интеллектуальные счётчики, контроллеры освещения изначально подключены к сети электроснабжения). 6LoWPAN, реализующий слой IPv6 как над IEEE 802.15.4, так и над PLC, будучи открытым протоколом, стандартизуемым IETF, отмечается как особо важный для развития «Интернета вещей».

Миссия

KYLAND является ведущим новатором в области технологий промышленных систем передачи данных и уделяет особое внимание исследованию тенденций и внедрению передовых решений для контроля промышленных сетей. Наша миссия заключается в создании экосистемы промышленного управления следующего поколения на основе подключения к Интернет.

Лидерство в Industrial IoT

В настоящее время внедрено большое кол-во передовых решений в области промышленной автоматизации и связи на базе коммуникационных устройств марки KYLAND. До 2050, компания рассчитывает поставить более 50 миллиардов устройств, которые будут подключены напрямую к Интернет. Постоянные инвестиции в инновации, дают возможность нашим клиентам иметь промышленные устройства способные обеспечить линии связи между сегментами сети с высокой производительностью, простоту в использовании и надежную защиту промышленного IoT