Интернет вещей: от умного дома - к умному производству

Давайте немного помечтаем. Вы возвращаетесь домой, дверь сама открывается перед вами — и кондиционер после тяжёлого дня встречает успокаивающей прохладой. Играет приятная музыка вашего любимого исполнителя, «умный» ТВ готов показать продолжение сериала, который вы смотрите уже несколько месяцев, чайник вскипел ровно к моменту вашего прихода на кухню, а холодильник сам заказал деликатесы из вашего привычного набора. Знаменитые фантасты прошлого века, вроде Станислава Лема или Филипа К. Дика, лишь мечтали о подобном — а сегодня такая утопия превращается в реальность.

Бытовые устройства могут самостоятельно обмениваться информацией, чтобы сделать жизнь человека легче и приятнее. Эта технология получила название Internet of Things — Интернет вещей, или сокращённо IoT. Развитие облачных технологий и «Больших данных» позволили снабдить привычные нам устройства различными датчиками и сенсорами, и объединить их в единую сеть. Изначально пользователь задаёт ключевые параметры, затем система проходит обкатку, привыкая к распорядку дня и предпочтениям хозяина, а впоследствии уже начинает действовать почти автоматически, предвосхищая многие желания человека.

В это время «под капотом» — то есть в сети — идёт анализ и обработка огромных массивов данных. Так работают технологии «умного дома». А раз есть «умный дом», то почему бы не быть и «умному производству»? По вышеупомянутому принципу в сеть можно объединить не только холодильник, телевизор и кондиционер, но и сложное промышленное оборудование. Это уже происходит: добавляем одну латинскую «I» к IoT, и получаем Industrial Internet of Things — Промышленный интернет вещей.

IoT можно разделить на три ключевые категории. Бытовой Интернет вещей объединяет разные гаджеты и домашнюю технику — от фитнес-браслетов и смартфонов до холодильников и стиральных машин. Здесь всё понятно: к примеру, кондиционер «чувствует» приближение GPS-метки в смарт-часах хозяина, и начинает создавать требуемый микроклимат.

Интернет вещей также применяется в сельском хозяйстве. Один из сценариев использования следующий: по всей посевной площади разбросаны датчики, анализирующие влажность, температуру, состояние почвы и прочие важные показатели. Если некоторое время не было дождей, система сама запустит дронов-поливальщиков.

Но нас больше всего интересует Промышленный интернет вещей. Ключевые задачи IIoT — повышение автоматизации производства и оперативности управления процессами, сокращение потерь и улучшение качества продукции. И если бытовой Интернет вещей создан в основном для комфорта (в конце концов, кнопку на чайнике можно и самому нажать), то IIoT — это по сути единая платформа, которая способствует переходу предприятия на полностью автоматизированное производство.

Наглядный пример использования IIoT — Amazon. Один из американских складов крупнейшего онлайн-ритейлера по площади сопоставим с 28-ю футбольными полями. Человек там запросто может потеряться, и для эффективной сортировки посылок компания использует дроны, способные доставлять грузы приблизительно за 30 минут и работать в связке с роботами-упаковщиками.

У Amazon по всему миру 110 складов, и только на 13-ти из них используется IIoT, что позволило снизить затраты на сортировку на 20%. Однако в данном случае главное не деньги, а время: операции, на которые у человека уходит от часа до 75-ти минут, дроны в команде с роботами выполняют за 15. Западные потребители прилично платят за Amazon Prime: посылка в тот же день стартует от 13-ти долларов, так что сэкономленное время в конечном итоге превращается в колоссальные объёмы денег.

На производстве внедрение Промышленного интернета вещей начинается с установки датчиков и контроллеров на оборудование. Сенсоры фиксируют самые разные параметры: от температуры, влажности, силы тока и концентрации газов до местоположения сотрудников и даже состояния земной коры. Постепенно предприятие собирает огромный массив данных, который затем обрабатывается.

База данных может применяться различными подразделениями компании. Технология позволяет управлять процессами, отталкиваясь от конкретных цифр. Это, в свою очередь, играет важнейшую роль в прогнозировании и предотвращении внеплановых простоев производства, а также в сведении к абсолютному минимуму сбоев в цепочках поставок.

«Норникель» уже протестировал технологию IIoT. В ходе испытаний автономные беспроводные датчики сети LoRaWAN подсоединили к подшипникам оборудования. Сенсоры собирали и транслировали данные о вибрациях и температуре, благодаря чему удалось значительно сократить время на диагностику и обнаружение неисправностей. В дальнейшем «Норникель» планирует использовать IIoT для контроля грунтов, технического состояния промышленных объектов и оборудования.

При этом следует понимать, что внедрение революционных разработок подразумевает под собой различные ограничения. В первую очередь, IIoT многократно увеличивает площадь потенциальной кибератаки: каждый датчик достаточно сложен, и в теории может стать «слабым звеном». Единого подхода к кибербезопасности в этой сфере на сегодняшний день нет.

Второй фактор заключается в том, что IIoT и традиционные компьютерные сети бывает сложно «подружить»: предприятие может столкнуться с несовместимостью ПО или другими проблемами в сфере IT, что приведёт к сбоям.

И конечно внедрение Промышленного интернета вещей требует значительных денежных затрат. Обеспечение стабильной работы беспроводной сети и сотен датчиков на площади в тысячи квадратных метров дёшево не обойдётся, а экономическую выгоду можно увидеть как правило лишь после длительного периода наладки и калибровки.