ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АННОТАЦИЯ

В настоящее время в ходе четвертой промышленной революции происходит массовое внедрение информационных технологий на различных промышленных предприятиях с целью автоматизации технологических процессов. Одним из основных элементов Индустрии 4.0 является промышленный интернет вещей, потому что с каждым годом возрастает его практическое применение в различных отраслях промышленности. Данная статья посвящена ключевым особенностям и принципам применения интернета вещей в промышленности, также в ней описаны основные способы его использования.

ABSTRACT

Currently, during the fourth industrial revolution, there is a massive introduction of information technologies at various industrial enterprises in order to automate technological processes. One of the main elements of Industry 4.0 is the Industrial Internet of Things, and its practical application in various industries is increasing every year. This article is devoted to the features and principles of using the Internet of Things in industry, and also describes the main ways of using it.

Ключевые слова: интернет вещей, промышленные технологии, промышленный интернет вещей, Индустрия 4.0, технологические процессы, промышленная автоматизация.

Keywords: internet of things, industrial technologies, industrial Internet of things, Industry 4.0, technological processes, industrial automation.

Промышленный интернет вещей (Industrial IoT, IIoT) – это один из наиболее крупных и быстро развивающихся сегментов интернета вещей с точки зрения количества подключенных устройств и степени полезности этих сервисов для производства и автоматизации предприятий. Этот сегмент традиционно служит операционно-технологической базой, в которую входят как аппаратные, так и программные средства для мониторинга физических устройств. [1, c. 30] По данным публикации аналитической компании Gartner уже к 2023 году на 30% вырастет число компаний, которые внедрят на собственных предприятиях устройства и решения промышленного интернета вещей. [2]

Промышленный сектор находится под постоянным давлением из-за необходимости повышения эффективности производства товара, а также максимального сокращения затрат для него. Именно поэтому появление интернета вещей рассматривается как одно из решений для данной задачи. В дополнение к этому интернет вещей позволяет производителям оставаться более конкурентоспособными, об этом говорит опрос о концепции «умной фабрики», который был проведён в 2019 году консалтинговой компанией Deloitte среди руководителей производственных предприятий США. По результатам опроса 86% руководителей производственных предприятий уверены, что основным конкурентным преимуществом к 2025 году станут именно «умные фабрики», которые позволят полностью изменить процесс производства. Одной из основных частей данной концепции помимо искусственного интеллекта, машинного обучения и технологий виртуальной и дополненной реальности является именно интернет вещей. [3]

Основные факторы, которые повлияли на значительный рост использования промышленного интернета вещей среди производителей, включают в себя как необходимость своевременного обслуживания оборудования, так и повышение эффективности производства, оптимизация управления всей производственной инфраструктуры. Таким образом, эта технология позволяет произвести оптимизацию производственных процессов, а также сократить время простоя для оборудования и повысить безопасность производства.

Также необходимо рассмотреть способы, с помощью которых, интернет вещей помогает оптимизировать производственный процесс:

1. Сбор данных с различных датчиков, а также оборудования на предприятии с целью их анализа и определения различных факторов и областей производства для дальнейшего улучшения и оптимизации.
2. Отслеживание критических показателей с целью получения информации о текущем состоянии производственного процесса в режиме реального времени. Также с его помощью возможно своевременно получить информацию о различных ошибках и сбоях во время производственного процесса.
3. Удаленный контроль оборудования с помощью создания локальной беспроводной сети. Таким образом возможно управлять оборудованием более эффективно и значительно сократить время его простоя.
4. Оборудование с использованием интернета вещей может взаимодействовать друг с другом, передавать необходимые данные. Таким образом повышается эффективность работы для всего процесса производства.

Предсказание выхода любого оборудования на предприятии из строя является одной из ключевых особенностей промышленного интернета вещей. С его помощью производитель имеет возможность заранее определить, когда оборудование выйдет из строя или даже перейдет в состояние, опасное для использования сотрудником предриятия. Для этого используются различные датчики, установленные на оборудовании, которые измеряют звуковую частоту, уровень вибраций и температуру. С помощью полученных данных возможно отследить текущее состояние оборудования и определить степень необходимости его обслуживания. Данный процесс может выполняться человеком, однако требует значительного количества времени, а с использованием датчиков для сбора данных, их хранения в облаке и затем дальнейшего анализа процесс предсказания поломок оборудования на промышленных предприятий становится гораздо проще.

Отслеживание местоположения является ещё одним важным преимуществом промышленного интернета вещей. На промышленных предприятиях оно используется для поиска необходимого оборудования на больших по площади участках, так как сам процесс поиска может занять у сотрудника предприятия большое количество времени.

Использование промышленного интернета вещей требуется и для более эффективного контроля качества продукции. С помощью отслеживания большого количества технологических процессов и параметров используемого оборудования, которые влияют на качество конечной продукции, выполняется необходимый контроль. Если раньше обеспечение данного процесса было ручным и требовало участия человека, то теперь с помощью промышленного интернета вещей и датчиков производители могут отслеживать многие физические параметры: влажность, температура, давление. Таким образом датчики помогают собирать данные, с помощью которых возможно определить соответствие условий изготовления товара и производимых товаров определённым стандартам качества.

Однако при реализации промышленного интернета вещей необходимо учитывать различные проблемы, с которыми неизбежно сталкивается промышленное предприятие:

1. Архитектура промышленного интернета вещей. Это одна из наиболее важных задач, которая должна быть решена при реализации данной концепции. Из-за того, что промышленный интернет вещей основан на соединении множества устройства и вещей, то решающую роль в этом играет сетевая архитектура, также необходимо учитывать, что различные отрасли предъявляют своеобразные требования к ней. Так как основой промышленного интернета вещей является передача данных, то выбор правильной архитектуры является крайне важной задачей.
2. Масштабируемость промышленного интернета вещей является необходимым условием развития текущей системы промышленного интернета вещей. При добавлении новых устройств или возможностей их использования система должна обеспечивать возможность интеграции в уже существующее решение.
3. Платформы промышленного интернета вещей формируют рынок по мере роста внедрения промышленного интернета вещей на многих предприятиях и заводах. В настоящее время используется множество программных платформ для промышленного интернета вещей от различных производителей ПО: Amazon, Microsoft, Oracle, IBM, Google, Cisco, Salesforce. [4] Эти платформы предлагают возможности для создания масштабируемых приложений с использованием облачных технологий и применением анализа больших данных. Именно поэтому выбор необходимой платформы является сложной задачей, для которой нет какого-либо универсального решения. Для правильного выбора необходимо учитывать как конкретные требования промышленного предприятия, так и возможности различных платформ.
4. Безопасность промышленного интернета вещей должна быть обеспечена для полной защиты данных, которые передаются в системе, с помощью использования современных алгоритмов шифрования и защиты информации. Отсутствие необходимых условий безопасности для системы промышленного интернета вещей может нанести значительный ущерб промышленному предприятию и его системе.

Список литературы:

1. Ли П. Архитектура интернета вещей / пер. с анг. М. А. Райтмана. – М.: ДМК Пресс, 2019. – 454 с.: ил.
2. IIoT – мировой и промышленный интернет вещей – 2022 [электронный ресурс] – URL: https://www.euromobile.ru/m2m-resheniya/iiot-mirovoy-i-rossiyskiy-promyshlennyy-internet-veshchey/
3. Исследование Deloitte и MAPI. Умная фабрика // Deloitte and MAPI Smart Factory Study – 2019 [электронный ресурс] – URL: https://www2.deloitte.com/content/dam/insights/us/articles/6276_2019-Deloitte-and-MAPI-Smart-Factory-Study/DI_2019-Deloitte-and-MAPI-Smart-Factory-Study.pdf
4. Gartner. Платформы промышленного интернета вещей (IIoT) // Gartner. Industrial IoT Platforms Reviews and Ratings [электронный ресурс] – URL: https://www.gartner.com/reviews/market/industrial-iot-platforms