ПРИМЕНЕНИЕ СКВОЗНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ДЛЯ НОВЫХ РЫНКОВ НТИ
РЫНОК IOT-ПРОДУКТОВ
ВЛАДИМИР ЩУКИН
УПРАВЛЯЮЩИЙ ПАРТНЕР КОМПАНИИ «INTEGRAL»
Индустриальный интернет вещей (промышленный интернет, Industrial Internet of Things, IIoT) является проекцией интернета вещей (IoT) на область корпоративного или отраслевого применения, но как понятие не имеет пока однозначного и всеми согласованного международного определения
ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
Отсутствие единого определения термина связано с возможностью взглянуть на возможности применения технологий IIoT с различных точек зрения, что находит свое отражение в международных стандартах и национальных методологических документах. Для понимания роли этих технологий, принципов и возможностей их применения в проектах по цифровой трансформации, получения экономического эффекта на каждой стадии процесса необходимо пользоваться следующей формулировкой:
Индустриальный интернет — это концепция построения инфокоммуникационных инфраструктур, подразумевающая подключение к Сети любых небытовых устройств, оборудования, датчиков, сенсоров, АСУ ТП, а также интеграцию данных элементов между собой, что приводит к формированию новых бизнес-моделей при создании товаров и услуг, а также их доставке потребителям
Поэтому в перспективе уже ближайшего десятилетия индустриальный интернет будет пониматься как интернет вещей, машин, компьютеров и людей, обеспечивающий интеллектуальную производственную деятельность с использованием аналитических данных для гибкой и быстрой адаптации продуктов и услуг, будет представлять собой сочетание производственной экосистемы, «облачных» вычислительных и коммуникационных систем, средств автоматизации производства на различных уровнях с максимально возможных охватом средствами измерения и сбора контрольных параметров.
Стандарты, методики, рекомендации Industry 4.0, Industrial Internet Consortium, НТИ
ЗАЧЕМ НУЖЕН IIoT
До тех пор, пока IIoT будет восприниматься на уровне государства и реального сектора экономики в качестве красивой концепции, практически любая активность в данной сфере будет выглядеть как теоретическая, лишенная практической пользы, не имеющая к насущным задачам реального производства прямого отношения. При таком подходе можно добиться лишь включения в стратегию компании отдельного абзаца или даже главы, посвященной инновационным подходам.
Сегодня существует много взаимосвязанных систем, сочетающих в себе аппаратные, программные и коммуникационные составляющие, обеспечивающие восприятие окружающего физического мира и управление им. Такие промышленные системы управления располагают встроенными датчиками, процессорами и исполнительными механизмами, обеспечивающими решение производственных и/или бизнес-задач. Однако до сих пор такие системы не были связаны с объемлющими системами либо сообществами людей, использующих результаты их деятельности
На фоне того, что технологические системы и оборудование промышленно развитых стран становятся интеллектуальными и объединенными, предприятия интегрируются в глобальные промышленные сети для объединения сети производственных ресурсов и приложений; связующая и интегрирующая роль промышленного интернета выходит на первый план. При этом задачей проектов в области IIoT является не только подключение различных устройств (контроллеров промышленного оборудования, инженерных систем, транспортных средств) к сети связи, но и объединение ИКТ-компонентов вдоль сквозных бизнес-процессов, создание единого информационного пространства предприятия.
Существующий уровень информационных и коммуникационных технологий (BigData, дополненная реальность, машинное обучение, 4/5G, LPWAN), доступность ИТ-ресурсов, темп снижения стоимости ИКТ-компонентов и сервисов поможет радикально трансформировать промышленные системы управления в двух основных областях:
Повышение локальной коллективной автономности
Новые технологии измерения и распознавания сигналов обеспечивают получение все более точных данных. Большая встроенная вычислительная мощность дает возможность получить богатую аналитику и лучше моделировать состояние физических систем и инфраструктуры непосредственно рядом с узлом агрегата (edge computing). Результатом этой комбинации становится трансформация систем управления от просто автоматического к автономному режиму работы, позволяющему реагировать на ситуации, которые проектировщики даже не предвидели. Повсеместная связь между одноранговыми системами позволяет достичь нового уровня взаимопроникновения и совместной работы, который ранее был не достижим и не применялся
Повышение оптимизации функционирования за счет глобальной оркестрации
Собирая максимум доступных данных с датчиков и контроллеров систем управления (АСУТП) и применяя аналитику, включая модели, разработанные с помощью машинного обучения, к этим данным, мы можем получить мощный инструмент обратной связи для управления бизнес-операциями. Интеграция систем PDM, PLM, MES, ERP и BI позволяет повышать оперативность и качество процесса принятия решений и оптимизировать глобальное распределение ресурсов через автоматизацию и автономную оркестрацию
Таким образом, инициативы по формированию индустриального интернета приведут совокупность крупных промышленных систем управления в состояние постоянной связи с людьми, а также обеспечат полную интеграцию корпоративных систем управления, бизнес-процессов и аналитических приложений. Такие крупные системы, включающие, помимо прочего, конечных потребителей продуктов или сервисов, и определяются как системы индустриального интернета (Industrial Internet Systems, IIS). Источник: The Industrial Internet of Things, Volume G1: Reference Architecture
Проектирование и внедрение систем Индустриального интернета
Проекты по цифровой трансформации бизнеса и созданию систем индустриального интернета затрагивают интересы многих участников, а также жизненный цикл продуктов и сервисов основной деятельности компании. Сложность при учете всего существующего многообразия вариантов и сочетаний компонентов решения требует установления определенных правил классификации вопросов и реперных точек для обсуждения возникающих проблем.
Например, в документе, описывающем эталонную архитектуру Reference architecture, Консорциум Индустриального интернета (IIC), многообразие составляющих в системах индустриального интернета классифицированы и сгруппированы в четыре представления:
Бизнес-представление (Business Viewpoint)
Предназначено для руководителей, менеджеров по продуктам и системных инженеров. Это представление описывает, каким образом основные возможности проектируемой системы изменяют процесс создания добавленной стоимости для конечного потребителя услуги, ценности поставляемого продукта или сервиса, а также достижения поставленных бизнес-целей с применением систем индустриального интернета
Представление применения (Usage Viewpoint)
Связано с тем, как система индустриального интернета реализует ключевые возможности, определенные в бизнес-представлении, и описывает процедуры и транзакции, которые координируют различные единицы работы над различными компонентами системы. Описанные процедуры служат в качестве входных данных для системных требований, а также для дизайна, проектирования, внедрения, развертывания, дальнейшей эксплуатации и развития системы
Функциональное представление (Functional Viewpoint)
Отражает взаимосвязи, структуры, интерфейсы и взаимодействие компонентов внутри системы, а также взаимоотношения и взаимодействие системы с внешними элементами и системами. Применяется для того, чтобы обеспечить поддержку процессов и целостность системы
Представление реализации (Implementation Viewpoint)
Касается технологий, приложений, продуктов, которые выбираются при внедрении системы в конкретном производственном и общесистемном ландшафте

Соотношения между этими представлениями показаны на рисунке
Предметно описанные представления для системы индустриального интернета дают возможность систематизировать вопросы различных участников и заинтересованных сторон процесса, корректно анализировать и решать. Рассмотрение системных или архитектурных вопросов только в одном из представлений, в отрыве от других, зачастую приводит к излишним затратам в ходе реализации и эксплуатации систем.
Переход на сервисную модель невозможен без ИИ
Одной из главных тенденций современной экономики и появления новых видов конкуренции является переход на сервисные модели предоставления и потребления продукции.
КЕЙС ОТ ROLLS-ROYCE
Компания Rolls-Royce теперь не продает своим клиентам авиационные двигатели — она предлагает им услугу TotalCare, в рамках которой оплачиваются только часы эксплуатации каждого двигателя. Основные сервисы TotalCare включают мониторинг технического состояния, капитальный ремонт двигателя, работы по повышению надежности двигателя; в пакет дополнительных сервисов входит управление техническими данными, транспортировка двигателя, техническое обслуживание запасных двигателей и линия поддержки.
При этом надо понимать, что реализация сервисной бизнес-модели возможна только при условии использования технологий индустриального интернета. Постоянный мониторинг, сбор и анализ всех технологических данных позволяют контролировать режимы работы промышленного оборудования, управлять рутинными операциями, а также своевременно планировать его регламентное обслуживание или «обслуживание по состоянию», снижать расходы на хранение запасных частей и комплектующих, повышать тем самым общее время готовности и доступности высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования.
Текущее состояние дел (Россия и мир)
Стандарты и платформы Industry 4.0 и IIC появились не потому, что отдельное государство или даже несколько государств решили улучшить показатели своей экономики, используя новые принципы индустриализации. Государственные органы поддержали и поддерживают как могут процессы, но инициатором перехода к новому укладу экономического взаимодействия стали гиганты промышленности, которые смогли разглядеть серьезную опасность со стороны новых игроков, опирающихся на постоянно растущую мощь информационных технологий. Топ-менеджеры этих промышленных корпораций смогли найти и сформулировать общие принципы и правила, с помощью которых они вынуждают остальных игроков пользоваться выработанными стандартами и правилами для нового цифрового мира.
Несмотря на описываемую в различных источниках привлекательность и перспективность индустриального интернета, существует большое количество препятствий — экономических, технологических и политических, для массового перехода в новый информационный ландшафт
Более того, системы индустриального интернета не заменят все классы и типы существующих систем управления технологическими процессами, только часть процессов управления можно будет перевести в «облако», «облачные» MES и PLM выглядят пока преждевременными и плохо проработанными решениями, доверие к платформам и национальные стандарты в обработке технологических данных только формируются.
Тем не менее уже сегодня сформированы рыночные потребности в базовых сервисах M2M/IoT в энергетике, нефтяной и газовой отрасли, ЖКХ, агропромышленном комплексе, транспорте и машиностроении. Существуют не только зарубежные, но и отечественные бизнес-кейсы реализации проектов, приносящие существенный экономический эффект. Только в 2017 году было создано несколько консорциумов для решения масштабных корпоративных и отраслевых задач, а созданные ассоциации (НАПИ, АИВ) способствуют распространению позитивного опыта, активному обмену информацией между всеми участниками процесса и трансферу технологий — и не только зарубежных к нам, но отечественных разработок за рубеж.
материалы
ПРОДОЛЖЕНИЕ: ЧТО ТАКОЕ IOT ПРОДУКТ И КАК ЕГО КОНСТРУИРОВАТЬ?
#интернетвещей #интернетиндустриальныхвещей #IoT #IIoT #industry4.0
Больше лонгридов и заданий доступны при записи на курс