IT.UA - home page

Меню
Aside section
Повернутися до списку

Промисловий Інтернет Речей

Ключовою технологією програми Індустрія 4 вважається Інтернет Речей.

Складовою частиною Інтернету Речей і його головною на даному етапі розвитку технологій рушійною силою є Промисловий (або Індустріальний) Інтернет Речей (Industrial Internet of Things, IIoT).

Промисловий Інтернет Речей - це система об'єднаних комп'ютерних мереж і підключених до них промислових (виробничих) об'єктів з вбудованими датчиками і програмним забезпеченням для збору та обміну даними, з можливістю віддаленого контролю і управління в автоматизованому режимі, без участі людини.

Як влаштований Промисловий Інтернет Речей

На першому етапі впровадження IIoT на промислове обладнання встановлюють датчики, виконавчі механізми, контролери та людино-машинні інтерфейси. В результаті стає можливим збір інформації, яка дозволяє керівництву отримувати об'єктивні і точні дані про стан виробництва. Оброблені дані надаються всім підрозділам підприємства. Це допомагає налагодити взаємодію між співробітниками різних підрозділів і приймати обґрунтовані рішення.

Отримана інформація може бути використана для запобігання позаплановим простоям, поламкам устаткування, скороченню позапланового техобслуговування та збоям в управлінні ланцюжками поставок, тим самим дозволяючи підприємству функціонувати більш ефективно.

При обробці величезного масиву неструктурованих даних, що надходять з датчиків, їх фільтрація і адекватна інтерпретація стає пріоритетним завданням. Тому особливого значення набуває представлення інформації в зрозумілому користувачеві вигляді. Для цього використовуються передові аналітичні платформи, призначені для збору, зберігання і аналізу даних про технологічні процеси і події, що відбуваються в реальному масштабі часу.1

Промисловий Інтернет Речей дозволяє створювати виробництва, які виявляються більш ощадливими, гнучкими і ефективними, ніж існуючі. Бездротові пристрої з підтримкою протоколу IP, включаючи смартфони, планшети і датчики, вже активно використовуються на виробництві. Наявні дротові мережі датчиків в найближчі роки будуть розширені і доповнені бездротовими мережами, завдяки чому на підприємствах суттєво розширяться зони застосування систем моніторингу та управління. Наступний етап оптимізації виробничих процесів буде характеризуватися все більш щільною конвергенцією кращих інформаційних і операційних технологій.

По мірі становлення цифрових екосистем виробничі підприємства з ізольованих систем, які самостійно виконують всі необхідні для виробництва продукції виробничі та бізнес-процеси, будуть перетворюватися у відкриті системи, що поєднують різних учасників ринку; управляти засобами виробництва в цих системах буде не персонал, а хмарні сервіси, кінцева мета всіх цих трансформацій - не випуск продукції, а надання послуг споживачеві.3

Приклади впровадження IIoT

Вважається, що IIoT-рішення дозволяють підвищити ефективність виробництва в кілька разів, а термін окупності таких проектів в більшості випадків не перевищує декількох місяців.

Наприклад, обладнання заводу Philips з виробництва бритв (Голландія) працює в неосвітленому приміщенні, де встановлені 128 роботів. Весь персонал заводу складається з дев'яти працівників.4

Яскравим прикладом застосування Промислового Інтернету Речей є проект компанії Harley Davidson, яка виробляє знамениті мотоцикли. Основною проблемою, з якою зіткнулася компанія, була повільна реакція на запити споживачів в умовах зростаючої конкуренції і обмежена можливість кастомізації дилерами п'яти моделей, що випускаються. У період з 2009 по 2011 рік компанія провела масштабну реконструкцію своїх виробничих майданчиків. В результаті була створена єдиний складальний майданчик, що випускає мотоцикли всіх п'яти моделей з можливістю їх кастомізації, при цьому замовнику пропонується вибір з понад 1300 варіантів.

В ході всього виробничого процесу використовуються датчики, керовані системою класу MES. Кожен верстат, кожна деталь має радіопозначку, яка однозначно ідентифікує виріб і його виробничий цикл. Дані від датчиків передаються в платформу обробки даних, що виконує роль інтеграційної шини для збору даних з датчиків і різних інформаційних систем, як внутрішніх виробничих і бізнес-систем компанії Harley Davidson, так і інформаційних систем контрагентів компанії.

В результаті Harley Davidson досягла вражаючих результатів:

  • виробничий цикл вдалося скоротити з 21 дня до 6 годин (кожні 89 секунд з конвеєра сходить мотоцикл, повністю налаштований під свого майбутнього власника);
  • реалізовано наскрізне управління виробом (мотоцикл) на всьому його життєвому циклі;
  • вартість акцій компанії виросла більш ніж в 7 разів: з рівня 10 доларів в 2009 році до 70 доларів в 2015 році.5

Економічні перспективи і реальність

У 2015 році компанія Accenture провела широке дослідження «Успіх за допомогою Промислового Інтернету Речей» (Winning with the Industrial Internet of Things). В рамках цього дослідження було проведено опитування 1400 керівників вищої ланки в багатьох країнах світу (з них 736 - керівники компаній). У звіті, випущеному за результатами дослідження, стверджується, що внесок Промислового Інтернету Речей в світове виробництво до 2030 року міг би скласти близько $ 14,2 трлн.6 Але цей потенційний приріст знаходиться під загрозою, так як ні компанії, ні держави поки не вживають достатніх зусиль, щоб створити необхідні умови для широкого розповсюдження нових цифрових технологій.

Як вказується в звіті, до 2030-го року результати впровадження IIoT могли б бути наступними.

  • У США сукупний ВВП міг би збільшитися на $6,1 трлн. Якби Сполучені Штати інвестували в технології IIoT на 50% більше і поліпшили б фактори, що впливають на цю сферу (такі як розвиток професійних навичок, поширення широкосмугових мереж і т.п.), то до 2030 року приріст міг би досягти $7,1 трлн., збільшивши, таким чином, ВВП країни на 2,3% в порівнянні з вихідними прогнозами;
  • Німеччина, зробивши схожі додаткові заходи, могла б підвищити сукупний ВВП на $700 млрд., або на 1,7%;
  • Великобританія, в порівнянні з вихідними прогнозами, могла б підвищити сукупний ВВП на $531 млн., або на 1,8%;
  • Для Китаю економічні вигоди від IIoT очікуються більшими, ніж для Росії, Індії або Бразилії. Завдяки можливим заходам підтримки та розвитку Промислового Інтернету Речей Китай міг би 2030 року підвищити свій сукупний ВВП на $1,8 трлн., збільшивши його на 1,3% в порівнянні з вихідними прогнозами.

Однак, як зазначає Accenture, 73% досліджених компаній ще не мають конкретних планів по використанню Промислового Інтернету Речей. Тільки 7% респондентів розробили цілісну стратегію його впровадження і передбачили відповідні інвестиції.7

Тенденції та технології

Крейг Резник (Craig Resnick), провідний аналітик відомої аналітичної компанії ARC Advisory Group, вважає, що в розвитку Промислового Інтернету Речей станом на початок 2017 року простежувалися шість основних тенденцій.8 Нижче наведено їх короткий огляд.

  1. Головними складовими IIoT стають передові аналітичні інструменти, штучний інтелект та машинне навчання
    Багато підприємств давно використовують платформи бізнес-аналітики (BI) та інструменти інтелектуального виробництва (EMI). Тепер, завдяки IIoT, виробничники можуть використовувати передові аналітичні інструменти (advanced analytics), штучний інтелект і машинне навчання для оперативного управління на випередження і прийняття рішень на основі поглибленої аналітики. Завдяки цьому Промисловий Інтернет Речей стає стратегічним інструментом, спрямованим на поліпшення виробничих показників.
  2. Все більше інтелектуальних пристроїв з'являється «на кордоні»
    Переміщення коштів аналітики на «передній край» мережі і, таким чином, ближче до джерел даних, допоможе поліпшити якість виробництва і продукції. Завдяки появі недорогих датчиків і процесорів з'являється можливість збирати і обробляти все більше даних про виробництво «на фронтирі». Граничні (туманні) обчислення з вбудованою аналітикою стають прийнятною альтернативою також у випадках, коли небезпечно запускати аналітику в хмарі або від хмарного рішення відмовилися з якихось інших причин.
  3. Поява цифрових двійників
    Завдяки впровадженню технологій IIoT стає можливим створення цифрової копії фізичного об'єкта, яку іноді називають «цифровий двійник». Цю копію використовують для моделювання, тестування і оптимізації даного фізичного об'єкта у віртуальному середовищі перед тим, як застосовувати його в реальному середовищі. Аналогічно, дані, що надходять в реальному масштабі часу від інтегрованих в фізичні об'єкти датчиків або від інших джерел, можуть використовуватися для вирішення аналітичних задач, таких як моніторинг стану, діагностика відмови, відповідно до якої і складається аналітика. Отримане в результаті знання може підвищити цінність виробничих активів підприємства за рахунок:

    • підвищення ефективності їх використання;

    • скорочення часу простою;

    • попередження відмов;

    • забезпечення безперервних поліпшень продукції в процесі проектування і виробництва.

  4. IIoT допомагає розвивати технології доповненої і віртуальної реальності (AR / VR)

    Підготовка нового персоналу за допомогою симуляторів може стати ефективним способом навчання. Застосовувані в IIoT технології, такі як ігри, доповнена / віртуальна реальність і 3D-занурення з використанням переносних пристроїв, можуть з високим ступенем достовірності імітувати реальну обстановку на підприємстві, функції працівників, елементи управління і фізичні об'єкти.

  5. MQTT як основний протокол обміну повідомленнями в IIoT
    MQTT (Message Queue Telemetry Transport) - це спрощений протокол обміну даними, що працює поверх TCP / IP. Він добре підходить для використання в контролерах і датчиках, де потрібно невеликий розмір коду і існують обмеження по пропускній здатності каналу. Така ситуація є типовою для IIoT, тому MQTT розглядається як основний протокол Промислового Інтернету Речей.

  6. Кібербезпека насамперед

     

    У статті «Інтернет Речей» говорилося про те, що одна з найсерйозніших проблем, що стоїть перед розробниками розумних речей, будинків і міст - забезпечення безпеки. Для розвитку IIoT проблема забезпечення належного рівня кібербезпеки залишається, мабуть, єдиною значною перешкодою. Допомогти подолати його покликані вдосконалені технології і підходи до кібербезпеки, такі як сертифікація кінцевих пристроїв за стандартами ISA SecureDevice і Wurldtech's Achilles Communication CertificationAchilles. Але головні надії покладаються на розроблювальний у даний час стандарт IEC 62433. Він забезпечить досить великий набір вимог в галузі промислової ІТ-безпеки, включаючи стандарти для організацій, систем управління, компонентів, процесів впровадження та підтримки.9

Посилання:

1. https://www.crn.ru/news/detail.php?ID=117807
2. http://ua.automation.com/content/promyshlennaja-avtomatizacija-i-internet-veshhej
3. www.tadviser.ru/index.php/Статья:IIoT_-_Industrial_Internet_of_Things_(Промышленный¬_интернет_вещей)
4. http://www.forbes.ru/tehnologii/337091-treker-dlya-stanka-kogda-v-rossiyu-pridet-promyshlennyy-internet-veshchey
5. https://www.crn.ru/news/detail.php?ID=113441
6. www.accenture.com/t20160909T042713__w__/us-en/_acnmedia/Accenture/Conversion-Assets/DotCom/Documents/Global/PDF/Dualpub_11/Accenture-Industrial-Internet-of-Things-Positioning-Paper-Report-2015.pdf
7. http://www.cnews.ru/news/line/promyshlennyj_internet_veshchej_sposoben
8. https://blog.schneider-electric.com/machine-and-process-management/2017/02/23/six-iiot-technology-trends-watch-2017/
9. http://ua.automation.com/content/6-shagov-k-informacionnoj-bezopasnosti-asu-tp

  • Попередня
  • наступна
Get in touch

Отримати
нашу бізнес пропозицію
Отримати
нашу бізнес пропозицію
Заповнити форму