Тренды IIoT в 2023 году

Компании по всему миру наконец осознали: промышленный интернет вещей (IIoT) — не просто модная тенденция, а возможность совершить настоящий прорыв в производстве. Как ожидается, в 2023 году его будут внедрять все больше предприятий — согласно исследованию Research and Markets, если рынок IoT в производстве в 2022 году оценивался в 209,4 млрд долларов, то прогноз на 2023 год — 252,2 млрд долларов, а на 2027 год — более 461 млрд долларов, что означает средний ежегодный рост более чем на 16%.

Какие тренды в промышленном IoT сейчас наиболее интересны?

Ожидается, что к 2025 году устройства IoT будут генерировать 79,4 зеттабайта данных — почти в 6 раз больше, чем в 2019 году. Однако, по подсчетам Forrester, большая часть этих данных, от 60% до 73%, не используется. Из-за резкого роста объемов данных в производственном секторе (в связи с переходом на Индустрию 4.0) их сбор и обработка становится поистине острой проблемой. Этот пробел призван закрыть искусственный интеллект вещей (AIoT), который объединяет ИИ с IoT и использует данные для расширенной аналитики и анализа. Таким образом, AIoT позволит производственникам сместить акцент с объема данных IoT на их ценность.

Андрей Колесников, директор Ассоциации интернета вещей, отмечает, что мы увидим результаты первых экспериментов по интеграции ИИ в автоматизацию:

«Набирает обороты тренд на использование частных аналогов ChatGPT в промышленной автоматизации. В этом направлении есть два интересных тренда. Первое направление связано с задачей интеграции гетерогенных систем сбора данных и их анализа для извлечения полезных выводов, а второе — прикладная задача: подключение устройств к платформам без участия программистов. Этим уже занимаются монстры промавтоматизации: компании SoftwareAG и Siemens. Кроме того, есть не очень новые, но востребованные внедрения TinyML в периферийные устройства, используемые в промышленной автоматизации, которые обеспечивают решение задач предиктивной аналитики для каждого конкретного промышленного устройства или объекта».

Долгие годы компании полагались на техобслуживание с привязкой к конкретному времени, однако теперь настало время предиктивного IIoT.

По подсчетам, затраты на техобслуживание оборудования промышленных предприятий достигают 60-70% стоимости производства. Именно профилактическое обслуживание позволяет компаниям на 10-20% повысить время безотказной работы машин и на 5-10% снизить затраты на их техобслуживание.

Например, Volvo Group смогла сократить время на диагностику своего автопарка на 70%, а ремонтов — на 20% благодаря прогнозированию дефектов передач и моторного оборудования.

«Цифра» несколько лет назад предложила клиентам подобный сервис, и сейчас российские разработчики дорабатывают продукт на основе данных, получаемых «с земли».

Например, принцип работы «Предиктивного сервиса» от «Цифры» основан на математическом анализе вибраций, получаемых при помощи специальных датчиков. Такой механизм позволяет отслеживать динамику изменения вибраций и отображать накопленную информацию в виде тренда, что позволит выявлять отклонения и определять дефекты на ранних стадиях.

Cистемы мониторинга на основе устройств интернета вещей позволяют получить доступ к предоставляемым ими данным и аналитике из любого места и в любое время. А объединение этих данных в платформах промышленного интернета вещей позволит гораздо более эффективно избегать незапланированных простоев, которые, по подсчетам, могут обходиться производителям по всему миру в 50 млрд долларов в год.

«Непредвиденный простой оборудования приводит к сокращению прибыли, срывам сроков изготовления и поставок, а также влияет на качество продукции. По сути, это одна из самых больших статей затрат для производства. Проактивное техническое обслуживание позволяет выявлять потенциальные проблемы на ранней стадии, своевременно обеспечивать подготовку деталей и поддерживать работу в соответствии с планом. И поскольку сейчас логистика запчастей значительно усложнилась, устойчивость производства зависит именно от риск-ориентированного подхода. При этом основой систем такого обслуживания являются цифровые платформы, которые объединяют в себе данные систем ТОиР, РСУ и IoT-датчиков».

Удаленный доступ становится общим трендом для IIoT-технологий в 2023 году, и на помощь тут приходят цифровые двойники.

«Также технология цифровых двойников делает проектирование более эффективным. Но до полного цифрового цикла от проектирования до эксплуатации нужно дорасти. Мы испытываем умеренный оптимизм наблюдая за отраслью инженерного проектирования», отмечает Андрей Колесников.

По оценкам McKinsey, использование цифровых двойников позволяет производителям увеличить доход до 10%, повысить качество продукции на 25%, а время ее выхода на рынок сократить до 50%.

Согласно проведенному в прошлом году опросу Gartner, 17% производственников разных отраслей уже используют цифровые двойники, 10% планируют внедрить их в 2023 году, еще 17% — к 2024 году.

Эксперты считают, что только в Европе рынок цифровых двойников достигнет 7 млрд евро к 2025 году с ежегодным темпом роста 30-45%.

Смежный тренд — рост комбинирования технологий цифровых двойников с такими элементами метавселенных, как виртуальная реальность. Это позволяет создавать миры, моделирующие операционную среду, и проводить виртуальные испытания, диагностику и оптимизацию конструкций оборудования.

«В контексте цифровых двойников сети выступают в роли интеграционного слоя между операционными и информационными технологиями, своего рода «цифровой смазкой». Проще говоря, без интернета вещей цифровые двойники — всего лишь математическая модель. Устройства, сети и платформа автоматизации — ключевые элементы цифрового двойника, который работает в реальном времени. Практически все отраслевые лидеры сейчас заняты поиском технологических решений, позволяющих добиться максимума от перечисленных технологий и одновременно сохранить защищенность технологический сетей от киберугроз».

Число умных устройств в мире не просто растет с каждым днем, они еще и становятся все более разнообразными: у нас уже есть телевизоры, светильники, игрушки, пылесосы и кофеварки, которыми можно управлять со смартфона. А это значит, растет и число киберугроз для компаний. Помните известную историю атаки на казино в Лас-Вегасе через «умный» аквариум?

По мере роста числа атак на IoT производители устройств, эксперты и регуляторы все больше концентрируются на киберустойчивости.

В 2023 году Евросоюз намерен принять закон, требующий от производителей умных устройств соблюдать определенные правила кибербезопасности, иначе они будут заблокированы. Положения закона сейчас обсуждаются, но предполагается, что власти будут требовать от производителей смарт-устройств проверять свои продукты на риски и устранять обнаруженные уязвимости. При этом не исключено, что в случае обнаружения проблемы или угрозы компании обяжут уведомлять Агентство Европейского Союза по кибербезопасности (ENISA) в течение 24 часов, в противном случае им грозит штраф 15 млн евро или 2,5% оборота и даже запрет продаж. Производители вынуждены постоянно внедрять и совершенствовать системы безопасности:

При этом, что интересно, если в 2021 году наиболее быстро рос рынок Северной Америки, то теперь эстафету могут перехватить азиатские страны с их активно развивающейся инфраструктурой.

«За последний год не было ни одного проекта, где не возникал бы вопрос анализа рисков и киберугроз при внедрении цифровой платформы промышленного интернета вещей. Важно понимать, что большинство промышленных предприятий России относится к так называемой критической инфраструктуре, т. е. нарушение их функционирования может привести к тяжелым последствиям для социальной сферы или к крупным техногенным катастрофам. В этом году мы видим, что предприятия стали уделять большее внимание защите подобных систем от различного рода киберугроз, а IT-компании — предлагать новые решения. Например, огромную работу провели сотрудники компании «Лаборатории Касперского», создавшие безопасный IoT-шлюз — это одно из немногих отечественных решений подобного уровня».

Интернет вещей и промышленный интернет вещей стал повседневностью. В системах IIoT используется весь набор датчиков, преобразующий физические измерения в полезную информацию. Это температура, местонахождение, давление, влажность, расстояние, качество воздуха, условия окружающей среды и т. д. Внедрение промышленных датчиков в производство помогает снизить затраты на техническое обслуживание за счет раннего обнаружения неисправностей.

Согласно исследованию Meticulous Market Research, рынок датчиков промышленной автоматизации к 2029 году достигнет 22,59 млрд долларов. В среднем до конца десятилетия он будет расти на 9,6% ежегодно. Ключевой движущий фактор такого роста — переход к Индустрии 4.0 и IIoT на производстве, а также увеличение спроса на устройства с умными датчиками. Автомобилестроение, как ожидается, покажет наибольший рост спроса на них.

Сейчас наиболее популярны контактные датчики, но эксперты рассчитывают на быстрый рост сегмента бесконтактных сенсоров как более надежных и долговечных.

Переход на 5G, бесспорно, повлияет на только на пользователей смартфонов во всем мире, но и откроет новые возможности связи перед промышленностью.

Китай идет впереди планеты всей: министр промышленности и информационных технологий Китая заявил, что в стране установлено более 2,54 млн базовых станций 5G, и 5G используется более чем в половине основных промышленных секторов, включая горнодобывающую промышленность, порты, электроэнергетику и авиастроение. Более того, Пекин уже ускорил разработки в области 6G.

Переход на 5G позволяет осуществлять контроль и мониторинг производства в режиме реального времени, без задержек и использования проводов. И все это с использованием видеосвязи высокой четкости, что позволяет иметь более полную и оперативную картину происходящего на заводе или на карьере.

«В России реализация сетей 5G на предприятиях не получила такого большого распространения, как в остальном мире. Однако использование private LTE и других технических решений в области беспроводных промышленных сетей значительно расширило возможности коммуникации и внедрения систем управления в горнодобывающей отрасли. Лидерами по подключению датчиков к промышленным беспроводным сетям в 2022 году стал МТС, на втором месте — Мегафон», — отмечают эксперты из «Цифры».

Возможность удаленной работы сотрудников и мониторинга их здоровья стала актуальна еще во времена пандемии, но сейчас тренд на «удаленку» не только сохраняется, но и усиливается. Когда речь идет о современных методах обеспечения безопасности, в том числе промышленной, технологии Интернета вещей рассматриваются одними из первых. Так, в России, в одной из угледобывающих компаний внедряется система дистанционного контроля промышленной безопасности на базе платформы интернета вещей ZIIoT.

С момента старта эксперимента Ростехнадзора по развитию СДК ПБ до конца 2022 года российские компании реализовали проекты в области промышленной безопасности общей стоимостью более 1 млрд рублей, а рынок этих решений растет более чем на 60% год к году. Cферы применения этого решения не ограничиваются угольной промышленностью, так как подобные системы можно разворачивать на объектах химической промышленности, металлургии, нефтегазовой отрасли, агропромышленного комплекса и так далее.