С внедрением промышленного интернета вещей (IIoT) связывают главный этап четвертой промышленной революции — переход к полностью автоматизированному производству с использованием киберфизических систем и облачных вычислений.
Речь идет о создании системы, которая объединяет физические объекты со встроенными датчиками и программное обеспечение, предназначенное для сбора и анализа данных и позволяющее осуществлять удаленный контроль. Развитие инновационного инструментария для обработки больших объемов неструктурированных данных и управления процессами с опорой на данные (Data-driven management) послужило мощными драйвером для развития промышленного интернета вещей в различных индустриях, в первую очередь нефте- и газодобывающих и перерабатывающих отраслях, говорит руководитель программы «Преактум» Института ускорения экономического развития «Рыбаков-фонда» Наталия Пульчева. По ее словам, для таких компаний уменьшение доли брака хотя бы на 2% или оптимизация использования дорогих присадок на полпроцента дают огромную экономию.
Инвестиции в IIoT в течение пяти ближайших лет позволят повысить эффективность индустрии в среднем на 18% и сократить затраты на 14%, одновременно наращивая доходы от услуг, включая послепродажное обслуживание, что обеспечит ежегодный рост выручки на 2,9%. Такие данные приводит PricewaterhouseCoopers (PwC) со ссылкой на опрос представителей крупнейших немецких компаний. По данным исследования Tadviser и госкорпорации «Ростех», внедрение IIoT позволит предприятиям на 10% снизить простои и случаи отказа оборудования, сократить затраты на техническое обслуживание и усовершенствовать процедуры прогнозирования.
Применение IIoT позволит сократить затраты, повысить производительность, качественно перестроить бизнес-модели в области логистики, закупок, сбыта, а также системы управления. Например, внедрение технологии в реальном секторе экономики в ближайшие два-три года будет способствовать повышению производительности труда на 10–25% и сокращению издержек на 10–20%, а общий экономический эффект может достигать 0,8–1,4 трлн руб., прогнозируют в «Ростелекоме».
Развитию IIoT способствует снижение стоимости вычислительных мощностей и передачи данных, развитие облачных технологий и big data, а также рост числа подключенных к интернету устройств, свидетельствуют данные PwC. Еще в 2011 году подключенных устройств стало больше, чем самих пользователей, а к 2020 году, по оценкам отраслевых аналитиков, количество устройств должно достигнуть 20–50 млрд единиц.
Цифровые двойники
Прорывной потенциал технологии IIoT не ограничивается простой автоматизацией — станки с ЧПУ и робототехника применялись на предприятиях и ранее. Сегодня машины способны не просто выполнять команды человека и заменять его на опасных производствах, но и брать на себя процесс принятия решений на основе анализа массивов данных. Это также позволяет организовать максимально эффективное взаимодействие на всех этапах производства и потребления, изменяя сам характер отношений поставщика и потребителя. Формируются новые бизнес— и сервис-модели, такие как «цифровые двойники», «ремонт по состоянию», «оборудование как сервис», создается база для внедрения предикативной аналитики и индивидуального кастомизированного производства по запросу клиента.
«Цифровой двойник» — виртуальная копия физического мира, в которой фиксируются все данные о материалах, особенностях конструкции, произведенных операциях и испытаниях. Существуют два типа цифровых двойников: двойник реального объекта и двойник производственной операции, поясняет сопредседатель рабочей группы «Технет» Национальной технологической инициативы, проректор СПбПУ Петра Великого Алексей Боровков.
Цифровые двойники в промышленности могут применяться как на стадии НИОКР, где моделирование помогает снизить время и затраты на разработку, так и управлять изменениями на всех последующих стадиях. «Цифровой двойник «берет под ручку» реальный объект и начинает шагать с ним по жизненному циклу», — описывает процесс Алексей Боровков. Например, если речь идет о двигателе автомобиля, его цифровой двойник будет фиксировать все происходящие изменения, режимы эксплуатации, качество топлива, предсказывать возможные проблемы и поломки и сообщать о выработке ресурса. В свою очередь, производитель сможет оперативно получать данные для дальнейшей оптимизации системы и быстрее реагировать в случае возникновения проблем с качеством продукции.
Сфера применения IIoT чрезвычайно широка, это — электроэнергетика («умные» сети Smart Grid), машиностроение, добывающая промышленность, нефтегазовый сектор, сельское хозяйство, логистика, пищевая промышленность и т.д. На российском рынке наибольшую популярность пока получили проекты, связанные с управлением производством, мониторингом транспорта и интеллектуальными энергосистемами.
Определимся с data
По оценке американской General Electric (GE), к 2020 году объем глобального рынка IIoT достигнет $225 млрд. Международная Accenture прогнозирует, что к 2030 году вклад технологии в мировую экономику в денежном эквиваленте составит более $14 трлн, при этом ВВП США вырастет на $6 трлн, а Германии — более чем на $70 млрд.
Крупнейшими игроками на этом рынке являются AT&T, Cisco, GE, IBM, Intel, Qualcomm, Atos, Bosch, Broadcom, Infosys, Google, Microsoft, SAP, Siemens, Honeywell, Zebra Technologies и ZTE. Россия, для которой повышение производительности является одним из национальных приоритетов, отстает в процессе внедрения технологии. В 2015 году ее доля в общем объеме подключенных IIoT-устройств составляла всего 0,3%, или 16,2 млн единиц. В 2017 году, по оценкам Tadviser, рынок (включая оборудование, роботизированные системы, датчики, ПО и платформы, инфраструктуру и сети, услуги интеграции и др.) достиг 93 млрд руб., а к 2020 году увеличится почти втрое, до 270 млрд руб.
Цикл обновления материальной базы сам по себе сделает цифровизацию промышленности неизбежной, отмечает спецпредставитель президента РФ по цифровому развитию Дмитрий Песков. По данным ассоциации «Станкоинструмент», парк станков (главным образом отечественного производства) за последние 15 лет сократился на 1 млн единиц, до 1,5 млн, причем 70% находятся в эксплуатации более 15–20 лет. На этом фоне ряд компаний даже занимается восстановлением станков с ЧПУ швейцарского и немецкого производства середины 1970-х годов, рассказывает Дмитрий Песков, однако в какой-то момент для них просто закончатся детали, и производителям придется переходить на новую технику. Бизнесмены понимают необходимость изменений. «Если раньше, когда мы говорили о цифровизации промышленности, можно было назвать одну-две фамилии или две-три компании — вот, например, есть «Газпром нефть», которая движется вперед быстрее других, — то сегодня мы видим, что весь «крупняк» пошел в «цифру», — подчеркивает спецпредставитель. Об этом свидетельствует и статистика: в первом квартале 2018 года около 60% представителей промышленных предприятий в опросе TAdviser заявили, что используют IIoT или внедряют соответствующие пилотные проекты. И хотя датчики IIoT установлены менее чем на трети оборудования у более чем 60% респондентов, треть планирует нарастить эту долю в ближайшие два года.
В качестве успешного примера внедрения технологии Наталия Пульчева приводит совместный проект Yandex Data Factory и Магнитогорского металлургического комбината (ММК). «ММК потребовалось длительное время, чтобы оснастить свои производственные линии системой датчиков нужной точности, чтобы накопить данные, но они пошли на это, понимая перспективы внедрения новых подходов», — отмечает она. По мнению эксперта, результативность применения IIoT и перспективы его развития в России зависят от стремления самой индустрии к оптимизации и повышению эффективности, готовности к цифровой трансформации и наличию специалистов по анализу данных, машинному обучению и искусственному интеллекту.
Развитие рынка будет зависеть от мер государственной поддержки, уверены эксперты. Утвержденная в прошлом году правительством дорожная карта «Технет» и программа «Цифровая экономика РФ», например, предполагают активное развитие промышленного интернета и создание «фабрик будущего», а также снятие законодательных барьеров в этой области. Согласно плану мероприятий «дорожной карты», первая «виртуальная» фабрика с использованием технологий IIoT должна быть запущена уже в третьем квартале нынешнего года, а относительно массовое внедрение цифровых двойников реальных производств в отечественной промышленности ожидается, по словам Алексея Боровкова, к 2020 году.
