Интернет промышленных вещей. Датчики проникли в бетон и коров

Датчики везде

Приход интернета вещей, или IoT, на производство неизбежен, заявляли специалисты на выставке «Иннопром», которая 13 июля завершила работу в Екатеринбурге. Но есть сложности — и они не связаны с уходом с российского рынка иностранных компаний, IoT западного формата в России не было.

Промышленным интернетом вещей — Industrial Internet of Things (IIoT) — специалисты называют устройства, которые могут собирать данные без участия человека. Датчики по беспроводной сети передают информацию, на основе которой принимаются решения и выполняются необходимые действия.

Сама по себе технология предназначена для решения задач, которые ранее казались невозможными, отметил в разговоре с MASHNEWS директор департамента автоматизации производства компании IBS Илья Кулаков.

«Когда-то считалось революционным решение по использованию датчиков Холла для вычисления времени работы оборудования. Сейчас это рутинная задача. В области охраны труда использование различных методов контроля персонала (наличие СИЗ, позиционирование) иногда вообще напоминает азартную компьютерную игру, в которой персонал придумывает всё новые и новые комбинации по обходу контролей, а специалисты по охране труда и промышленной безопасности от IT — способы их выявления», — говорит он.

СПРАВКА MASHNEWS:
Первое в мире устройство интернета вещей изобрели ещё в начале 1980-х годов. Студенты университета Карнеги-Меллона в американском Питтсбурге установили датчики в автомат по продаже газированной воды. Они позволяли определить, сколько банок осталось и холодные ли они.

Выпускник Массачусетского технологического института Джон Ромки подключил к интернету свой тостер в 1990 году. Прибор сумел приготовить тост, то есть включиться и выключиться, без взаимодействия с человеком.

Без подключения к интернету

Фото: Ю. Иванко / mos.ru

Для обычного пользователя интернет вещей — это фитнес-трекеры, умные часы и системы умного дома. В промышленности датчики выполняют несоизмеримо более важную функцию.

Интернет вещей используют при построении систем диспетчеризации горнотранспортного оборудования (экскаваторов, самосвалов и другой мобильной техники), а также для мониторинга состояния узлов и агрегатов машин, рассказал MASHNEWS руководитель группы разработки департамента горнодобывающих решений компании «Рексофт» Владимир Лебедев. Удивительно, но интернету вещей интернет не нужен.

«В своих решениях мы применяем устройства, которые обмениваются данными напрямую без связи с интернетом или с центральным сервером: например, бортовой контроллер самосвала подключается к контроллеру экскаватора, и бортовая система весоизмерения самосвала передаёт информацию машинисту экскаватора о том, сколько тонн груза он уже положил в кузов самосвала. Это помогает точнее соблюсти паспорт загрузки и использовать самосвал наиболее эффективно».

Компания Intelvision развивает интернет вещей в ЖКХ, сельском хозяйстве и промышленности. В частности, занимается учётом ресурса станков, рассказал MASHNEWS технический директор компании Сергей Видерман.

«Менеджеры компании получают в реальном времени данные для расчёта показателей. С их помощью они понимают, сколько выпущено единиц продукции, сколько времени наработали станки, когда им потребуется замена, они могут прогнозировать бюджеты и т.д.», — объясняет Видерман.

«Но, к сожалению, всё на стадии пилотных проектов, — говорит он. — Никто серьёзным и дальновидным прогнозированием в итоге не занимается. Небольшой интерес владельцев станочного парка связан с тем, что они не получили ожидаемого экономического эффекта. Был период, когда это активно все внедряли, потому что это было модно. Но эти данные сами по себе требуют достаточно большой аналитики. Получилось так, что превентивное обслуживание зачастую получается дороже, чем обслуживание по факту отказа».

Чуть-чуть инвестиций

Фото: Ростех

Как показало исследование «Авито Работы», 35% российских предприятий не видят необходимости во внедрении IoT. Половина компаний, которые планируют внедрять ИИ-технологии, готовы вложить в их интеграцию не более 500 тыс. рублей.

О том, что интерес бизнеса к интернету вещей своеобразен, говорит и Илья Кулаков. По его мнению, самое сложное в применении цифровых технологий — это расчёт и обоснование экономических эффектов.

«Качественные устройства стоят дорого. Изделия низкого качества быстро выходят из строя в условиях реальной эксплуатации. А большинство эффектов от IoT либо косвенные, либо имеют значительный срок возврата инвестиций», — говорит Кулаков.

«В первую очередь интерес к подобным технологиям проявляют предприятия, оценивающие не только экономические, но и ESG-эффекты (Environmental, Social, Governance, т.е. экология, социальная политика и корпоративное управление — прим. ред.), и строящие долгосрочные стратегии, например, насколько проще будет привлекать и удерживать квалифицированный персонал на горизонте семи лет, если за счёт уменьшения вредного влияния на окружающую среду произойдёт значительное улучшение экологической обстановки в прилегающих городах«, — объясняет он.

Бетон и коровы

Фото: Д. Гришкин / пресс-служба мэра и правительства Москвы

Тем не менее IoT распространяется всё больше и больше. В сельском хозяйстве умные датчики не только следят за показателями состояния почвы. Миниатюрные подкожные приборы способны контролировать активность, температуру тела и пульс крупного рогатого скота. Если текущие параметры расходятся с теми, которые заранее запрограммированы, система оповещает животноводов о проблеме.

В строительстве всё шире применяется удалённый мониторинг процесса бетонирования. При традиционной работе время набора прочности бетона берётся с запасом. Но в реальности бетон может набирать прочность быстрее. Теперь за этим следят с помощью датчиков.

Иногда разница относительно регламентных значений может составлять недели. В рамках крупных строек своевременная распалубка (разборка опалубки бетонных и железобетонных конструкций, после того как бетон приобретёт достаточную прочность) может сэкономить крупные суммы и сократить сроки строительства. Кроме того, датчики помогают зимой — они передают данные о температуре бетона и заменяют человека со специальным термометром.

Всё чаще на стройплощадках используют смарт-часы для рабочих — они в реальном времени показывают менеджерам строительных компаний, сколько человек занято на объекте, достаточно ли они загружены. Устройство в случае необходимости может подать сигнал тревоги.

Основная задача, которую решает компания IBS — поставка данных для цифрового двойника. Для того чтобы строить качественные цифровые модели и потом принимать объективные решения, необходим значительный объём данных, говорит Илья Кулаков.

«В отсутствие IIoT-решений сбор этих данных возможен только »вручную«, что приводит к неприемлемому повышению трудоёмкости процессов, длительности получения данных и влиянию человеческого фактора. IIoT позволяет автоматизировать и упростить этот процесс, — поясняет Кулаков. — Вторая задача — это безопасность производства во всех её проявлениях. Цифровое предприятие является синонимом »безлюдного« предприятия, а значит, повышается необходимость в средствах объективного контроля за обстановкой».

Сопротивление прогрессу

Фото: Григорий Сысоев / РИА Новости

Не все рады появлению умных датчиков — так происходит, например, в сфере ЖКХ, их установке сопротивляются и ресурсоснабжающие, и управляющие компании.

«Ресурсоснабжающая компания чем больше продаст, тем ей лучше, — рассказывает Сергей Видерман. — И ей зачастую не нужно, чтобы пользователи следили за своей экономией. Поэтому мы несколько раз сталкивались с тем, что нам вставляют палки в колёса при попытках внедрить прозрачную систему мониторинга. Вплоть до того, что доступ на объект сложно получить. В общем, никакой помощи точно не дождёшься. Результаты потом так нивелируют, что у инвестора теряется к этому интерес».

На сессии, посвящённой IoT, на выставке «Иннопром» говорили о том, что развитие интернета вещей в промышленности сдерживает то, что частоты для сетей Private LTE, которые нужно развёртывать для систем IoT, должны лицензироваться.

К интернету вещей подключается всё больше устройств, количество доступных данных растёт и будет расти дальше. По мнению Владимира Лебедева, это потребует более эффективных методов анализа и обработки, значит, необходимо применение методов искусственного интеллекта и машинного обучения.

В первую очередь процесс движется в сторону стандартизации, уверен Илья Кулаков.

«Ключевая проблема существующих устройств — их низкая совместимость между собой, — говорит он. — Какие-либо гарантии, что цифровой сигнал от приёмника к передатчику будет корректно передан и обработан, можно получить только в пределах одного семейства продуктов. Даже когда речь идёт об одном вендоре. Огромное количество проприетарных (несвободных — прим. ред.) и закрытых протоколов обмена информацией сильно затрудняет процесс построения хороших систем«.

«При этом не стоит ожидать снижения стоимости устройств, так как уже сейчас у серьёзных производителей стоимость всего »умного« уже находится на максимально низком уровне из-за необходимости конкурировать с »глупыми« устройствами», — объясняет Кулаков.

Специалисты уверены, что вместе с ростом IoT на производстве должны расти проекты в сфере информационной безопасности.

«Риск вмешательства в работу системы всегда есть, а безопасность сотрудников и техники в отрасли находятся в приоритете», — говорит Владимир Лебедев.

С ним согласен и Илья Кулаков. «Никто не хочет, чтобы температуру в доме или степень освещения мог регулировать кто угодно».

Иван Валов для MASHNEWS