Что такое промышленный интернет вещей (IIoT)?

Интернет вещей (IoT, Internet of Things) — это концепция, которая подразумевает подключение различных устройств к интернету, позволяя им обмениваться данными друг с другом и с центральными системами без участия человека. Эта технология находит применение в различных сферах — начиная от бытовых приборов и гаджетов в умном доме, заканчивая умными фабриками и умными сетями в индустриальном/промышленном интернете вещей (IIoT). На нем мы и остановимся в данной статье — рассмотрим его ключевые элементы, преимущества и вызовы.

Как работает IIoT?

Основной принцип работы IIoT заключается в использовании умных устройств и датчиков для сбора данных. Эти данные передаются через интернет на облачные платформы или локальные серверы, где они обрабатываются и анализируются. В зависимости от результатов анализа, ПО управления принимает решение и отправляет команды другим устройствам (если в них есть исполнительный механизм). Однако существуют устройства, которые не имеют встроенных исполнительных механизмов, например, как в случае с датчиком температуры — он может лишь фиксировать и передавать данные, но не может самостоятельно предпринять никаких действий. В этом сценарии датчик может быть частью более широкой системы, которая обеспечивает автоматизацию — на основе полученной информации система может инициировать действия через другие устройства.

Из чего состоит IIoT

1. Датчики и устройства. Это основные элементы IIoT, отвечающие за сбор данных в реальном времени из различных сред. Они фиксируют такие параметры, как температура, давление, вибрация и другие. Собранная информация затем передается на облачные платформы или локальные серверы для дальнейшей обработки.

2. Средства подключения. Это то, через что происходит передача собранных данных в облако. Существует множество способов подключения, включая Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, LPWAN, Ethernet, LTE и другие. Вариант подключения зависит от специфики применения конкретного устройства.

3. Облачные вычисления. Как только данные попадают в облако или на сервер, они проходят обработку и анализ с применением мощных алгоритмов и аналитических инструментов. Этот этап может включать автоматическую отправку уведомлений или корректировку параметров датчиков без необходимости вмешательства человека. В некоторых случаях для принятия решений требуется участие пользователя, что подразумевает наличие человеко-машинного интерфейса.

4. Интерфейсы и визуализация. Для удобства пользователей разработаны интерфейсы и панели управления, позволяющие визуализировать данные и получать отчеты о состоянии оборудования и процессов. Интерфейс обеспечивают возможность ввода данных пользователем и проверки работоспособности системы. Действия, выполняемые пользователем через интерфейс, передаются в облако и далее к самим датчикам устройств.

Применение IIoT

Основная цель IIoT — повысить эффективность, безопасность и производительность промышленных процессов. Он находит широкое применение в различных отраслях:

Нефтегазовая промышленность

Нефтегазовая отрасль является одной из самых ресурсоёмких и насыщенных данными, сопряженной с высоким уровнем риска. В отдельных компаниях трудятся десятки тысяч сотрудников, а цепочки поставок являются одними из самых длинных в мире. Данные поступают и собираются в самых разных форматах из множества источников, что значительно усложняет их стандартизацию и анализ.

С помощью технологий IIoT нефтегазовая отрасль может объединять машины, устройства и датчики, что способствует более эффективному управлению активами. Это позволяет снижать количество отказов оборудования, уменьшать эксплуатационные затраты и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. Процесс разведки нефтяных и газовых месторождений может быть более точным благодаря сейсмическому мониторингу (4D технологии). А в рамках цепочки поставок IIoT может улучшить процессы технического обслуживания, повысить общую безопасность и оптимизировать взаимодействие между участниками.

Электроэнергетика

IIoT используется во всех сегментах электроэнергетики: генерация, передача и распределение, сбыт, потребление. Интернет вещей улучшает контролируемость подстанций и линий электропередачи за счет дистанционного мониторинга и распределения электроэнергии по сетям. Также IIoT является основой для создания системы умных сетей, позволяющих оптимизировать расход электричества и снизить количество аварий.

Сельскохозяйственная промышленность

В сельском хозяйстве IIoT позволяет фермерам использовать датчики для мониторинга состояния почвы, уровня влажности и других параметров, что помогает оптимизировать полив и удобрение. На некоторых животноводческих фермах животным вживляют микрочипы, которые не только показывают их местоположение, но и позволяет отслеживать состояние здоровья, контролируя такие показатели как пульс, температура и уровень активности.

Преимущества IIoT

1. Увеличение эффективности: автоматизация процессов снижает время простоя и способствует росту общей производительности.
2. Предиктивное обслуживание: анализ данных позволяет заранее предсказывать возможные поломки оборудования и осуществлять профилактическое обслуживание до возникновения серьезных неисправностей.
3. Снижение затрат: автоматизация и оптимизация использования ресурсов значительно сокращают операционные расходы.
4. Перманентный мониторинг показателей и сбор данных в реальном времени: система самостоятельно выявит нужные данные и оповестит о важных изменениях, внося необходимые коррективы. Доступ к актуальной информации позволяет принимать более обоснованные и своевременные решения.

Вызовы и риски

Несмотря на многочисленные преимущества, внедрение IIoT сталкивается с рядом серьезных вызовов:

1. Безопасность данных: безопасность является самым серьёзным препятствием на пути внедрения технологии. Подключение большого количества устройств увеличивает риски кибератак и утечек данных, в том числе и конфиденциальной информации. Необходима разработка надежных систем безопасности для защиты данных.
2. Интеграция с существующими системами и совместимость: разнообразие стандартов и протоколов может создавать трудности при интеграции различных устройств. Также выпуск обновления ПО одного устройства может вызвать сбои в работе системы из-за несовместимости со старыми версиями ПО других связанных устройств. В таких случаях потребуется взаимодействие с другими разработчиками для внесения изменений в их ПО, чтобы обеспечить корректную работу всей системы IIoT.
3. Риски автоматизации: отказ от участия человека в производственных процессах в пользу автоматизации создает дополнительные уязвимости и может иметь серьезные последствия для эффективности и надежности процессов. Сокращение числа сотрудников ограничивает возможность быстрой импровизации в критических ситуациях — человек может оперативно найти решение и исправить неполадку, тогда как поломка оборудования без возможности ручного вмешательства может привести к полной остановке производства.
4. Недостаток квалифицированных кадров: для успешного внедрения IIoT необходимы специалисты с опытом работы в области аналитики данных и кибербезопасности.
5. Высокие первоначальные инвестиции: внедрение IIoT требует значительных вложений в оборудование, программное обеспечение и обучение персонала.

Заключение

Промышленный Интернет вещей представляет собой мощный инструмент для трансформации традиционных производственных процессов, открывая новые возможности для повышения эффективности и снижения затрат. Он имеет все шансы стать основой будущего, где устройства будут взаимодействовать друг с другом, создавая умные и эффективные экосистемы. Однако для успешного внедрения IIoT предприятиям важно помнить о вызовах, связанных с безопасностью и конфиденциальностью — это одна из главных задач, которая на сегодня стоит перед разработчиками IIoT.

Специалисты ЛЕО ТЕЛЕКОМ всегда готовы подобрать оптимальное решение для вашей компании с учетом всех требований и особенностей вашей сферы деятельности.