Промышленный интернет вещей: от теории к практике

В Стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года промышленный интернет вещей назван одним из перспективных направлений. Об этом мы упоминали в Правовом навигаторе по импортозамещению телекоммуникационного оборудования. Почему промышленный интернет вещей приобрел такое значение? Ответ складывается из понимания его сути, знания технологий и преимуществ их использования, а также перспектив развития в России.

Когда мы говорим об автоматизации производственных процессов в XXI веке, то понимаем, что речь идёт не просто о замене ручного труда механическим, а о «взаимодействии» разных видов оборудования. В современных технологических процессах все приборы соединены в одну сеть и функционируют как единый организм. Для этого оборудование оснащается специальными датчиками, которые регистрируют параметры его работы и передают сигналы управляющим контроллерам. Последние обрабатывают полученную информацию и на ее основе отдают команды для изменения или сохранения режимов работы. Эта система и называется Industrial Internet of Things (IIoT), что переводится как "промышленный интернет вещей".

Внедрение IIoT всегда начинается с разработки проекта цифровизации конкретного производственного процесса — как нового, так и действующего. Сначала определяются места установки датчиков. Затем проводится первичный сбор данных о работе оборудования, что позволяет выявить узкие места и возможности оптимизации производственного процесса. Далее следует процесс доработки и настройки системы под конкретного заказчика.

Приведём несколько примеров использования промышленного интернета вещей. Это — полностью автоматизированные линии пастеризации, СИП-мойки на пищевых предприятиях, “умные” подстанции, которые работают без дежурных электромонтеров, автоматизированные системы взрывозащиты на угольных шахтах.

Термины и определения из сферы IIoT стали неотъемлемой частью информационного поля и регулярно встречаются и в публикациях, и в нормативных источниках. Кратко остановимся на основных их них.

Говоря об основных компонентах IoT, важно упомянуть:

На современных предприятиях используются разные варианты промышленного интернета вещей. Рассмотрим подробнее некоторые из них.

Радиочастотная идентификация

Radio Frequency Identification (RFID) — метод автоматической идентификации различных объектов при помощи транспондеров — RFID-меток. Метка помещается на оборудование или конкретный товар, а специальные считывающие устройства улавливают её радиосигнал.

Контроль и управление с помощью устройств электронной регистрации

Electrical Load Detector (ELD) — датчики электрической нагрузки. Используются в автомобильной промышленности для выявления признаков перегрузки электрических цепей внешних осветительных систем и сигнальных приборов, впрыска топлива и заряда.

На основе поступающих от ELD сигналов автомобильный компьютер регулирует работу двигателя. Использование этой технологии позволяет экономить топливо, а также контролировать соблюдение водителем режима труда и отдыха. По этой причине эти датчики устанавливаются на автобусах и грузовых автомобилях.

3Д-моделирование и использование цифровых двойников

Всё большее распространение в проектировании приобретают 3Д-моделирование и 3Д-сканирование помещений. Полученная с помощью 3Д-моделирования объёмная уменьшенная копия реального капитального объекта делает более легким монтаж оборудования и строительство здания по утверждённому проекту. 3Д-сканирование позволяет смоделировать компоновку оборудования в помещении с учётом его размера и сетевых ограничений.

Цифровой двойник — это электронная копия реального промышленного процесса или завода. Цифровая копия будущего процесса помогает руководителю предприятия ещё до постройки реального объекта представить картину целиком, оценить производительность оборудования, смоделировать ситуации с целью эффективного планирования.

Беспроводная сенсорная сеть (БСС)

БСС состоит из множества устройств, связанных радиоканалами. Для построения таких систем активно используются базовые станции, работающие на разных частотах. БСС применяются в системах дистанционного мониторинга в пищевой промышленности, энергетике, логистике, а также в области связи.

Ключевое преимущество IIoT заключается в возможности обрабатывать большие массивы данных за короткое время и представлять их в понятных пользователю форматах. В результате руководители и ведущие работники промышленного предприятия получают полное представление о состоянии технологического процесса, в том числе об узких местах, источниках основных потерь энергии, потенциально аварийных участках.

Использование промышленного интернета вещей позволяет:

Согласно прогнозам экспертов, максимальный спрос на технологии промышленного интернета вещей будет наблюдаться в таких направлениях, как:

Увеличение количества “умных” устройств автоматически повлечёт обновление программного обеспечения, а также развитие сетей связи 5G. Не вызывает сомнений, что в ближайшем будущем рынок IIoT будет только развиваться.

До 2022 года работу многих “умных” устройств обеспечивали элементы иностранного производства. В настоящий момент на темпы развития промышленного интернета в России оказывают влияние внешние санкции.

В то же время принятая в России Стратегия развития электронной промышленности до 2030 года направлена на обеспечение технологического суверенитета.

Эксперты прогнозируют, что к 2027 году IloT объединит в России от 385,03 до 442,14 млн единиц оборудования. Названы и перспективные направления для использования IIoT:

Узнавайте о техническом регулировании в России и ЕАЭС, а также о новых статьях, адресованных производителям и дистрибьюторам, в нашем Телеграм-канале.