15 марта 2021 

Промышленный Интернет вещей. Практическое применение

Прогнозы роста развивающегося Интернета вещей (IoT) сильно различаются в зависимости от того, как эксперты определяют IoT. Однако все согласны с невероятным его развертыванием в ближайшие годы.
Интернет вещей в промышленности, в основе которого лежит производство нового поколения, также называется промышленным Интернетом вещей (IIoT). IIoT к 2030 году может добавить к мировой экономике 14 триллионов долларов США (IBM)[1].
По оценкам IHS, к 2025 году будет использоваться более 75 млрд интеллектуальных устройств, что на 400% больше, чем примерно 15 млрд устройств, используемых сегодня [2].
В России рынок промышленного Интернета вещей уже к 2022 году может превысить 500 млрд рублей при оптимистичном прогнозе (рис. ГЛОНАСС-ТМ). 

IIoT может использовать данные от машин и оборудования для преобразования процессов и систем современной производственной среды; от интеллектуальных счетчиков и датчиков до сигнализаций, устройства IoT наводняют коммунальные предприятия. Эти отрасли используют Интернет вещей для анализа данных в реальном времени, мониторинга оборудования, профилактического обслуживания и автоматизации удаленных машин.

Мы посмотрели на разное применение Интернета вещей на российских предприятиях, демонстрирующих влияние на процесс и экономику производства.

Газпром нефть: цифровые системы управления от логистики до энергетических объектов

Благодаря усилиям Газпром нефти и Газпромбанка в России запланирован выход на рынок их совместной разработки – интегрированной платформы Isource. Проект начал разрабатываться в феврале 2020 года, а введение в эксплуатацию запланировано на этот год.

Экосистема Isource представляет собой концепцию «цифровой близнец», дублирующую цепочку логистики, благодаря чему оказывается возможной автоматизация закупок, поставок и финансовых операций. Работа платформы нацелена на то, чтобы максимально упростить процессы и создать абсолютную прозрачность закупок и логистики на производственных предприятиях. Благодаря оцифровке всех физических процессов возможным будет следить за тем, как исполняются обязательства заключенных договоров и ход реализации поставок в режиме реального времени.

Другим проектом, использующим оцифровку процессов для управления и контроля, можно привести введение «Цифровой подстанции» на Московском НПЗ в прошлом году. Это работающая система, которая стала для компании важным этапом в создании цифровой среды по управлению энергетическими объектами. Ранее программно-технический комплекс «Цифровая подстанция» начал работу на Омском НПЗ.

«Цифровая подстанция» представляет собой цифровую систему, отражающего работу оборудования на главной понизительной подстанции. Она открывает возможность непрерывной диагностики оборудования в режиме онлайн, благодаря чему устойчивое электроснабжение предприятия гарантировано. 

Система предусматривает оптимизацию сети кабельных связей и сокращение времени на поиск и ликвидацию ошибок. В будущем «цифровая подстанция» станет фактором для повышения эффективности, безопасности и надежности работы технологического оборудования.

Лукойл: узкополосный интернет NB-IoT для управления и контроля объектами нефтедобычи

Интернет вещей стал важной частью в «Лукойл-Пермь». Одну из технологий, предоставленную «Мегафоном», ввели в Частинском районе. С помощью NB-IoT можно организовать процессы управления и контроля объектов нефтедобычи удаленно. Сотни датчиков автономно собирают и передают информацию по операторской защищенной сети, чтобы после данные скапливались на серверах корпорации.

В чем особенность применения NB-IoT? Узкополосный IoT (NB-IoT) – это новый быстрорастущий стандарт сотовой технологии, который отвечает требованиям LPWAN (Low Power Wide Area Network) Интернета вещей.

Решения промышленного Интернета вещей лучше всего обслуживаются с низкой пропускной способностью, высокоэффективным подключением, поддерживающим увеличенное время автономной работы. Традиционные беспроводные сети 4G предлагают больше мощности, чем требуется для этих случаев использования. Кроме того, приложениям IIoT требуется непрерывное покрытие в удаленных средах, где постоянное подключение может снизить заряд батареи и сократить срок службы устройства. Соотношение сотовой и беспроводной связи резко изменится с появлением 5G и NB-IoT, считаю эксперты. Эта технология сотовой связи предлагает маломощную, высокоэффективную и экономичную возможность подключения, используя только часть полосы частот 4G LTE.

С помощью данного нововведения «Лукойл-Пермь» смогла в полной мере использовать дистанционный мониторинг со всеми его функциями и управлять использованием скважин. Дистанционно под контролем находится все: ток, напряжение, мощности, состояние оборудования.

Технологические процессы и параметры, которые необходимы для добычи нефти, контролируются онлайн. Система по сбору данных сводит к нулю ситуации простоя и открывает возможность для быстрой реакции на сдвиги во время производства. 

У экосистемы увеличенный объем. Все станции NB-IoT могут обслуживать до двух миллионов датчиков, а сама технология узкополосного интернета позволяет бизнесу существенно снизить затраты при внедрении «умных» приборов на производстве.

Платформа практически полностью автономна и способна быть активной вплоть до десяти лет. Система NB-IoТ дает гарантию наибольшего охвата, широкого покрытия и проникновения сигнала благодаря тому, что проводит работу на низких частотах. Успешно собирать и отправлять информацию способны осуществлять даже датчики, расположенные в цехах, находящихся в подвалах и на площадях, рельеф которых отличается сложностью.

Татнефть: интеллектуальные устройства и облачные системы для мониторинга энергопотребления

Пилотный проект по повышению энергоэффективности реализован на АЗС «Татнефть». Его основная цель – оценка возможности сокращения затрат на энергоресурсы заправочной станции. Поставщик решения – «АйТи-Ойл».

Специалистам службы эксплуатации «Татнефть» предоставлен интернет-доступ, позволяющий удаленно контролировать и анализировать функционирование объектов и их энергопотребление. Все используемые устройства интеллектуальные и передают данные в централизованную облачную систему, которая развернута в «Татнефть-АЗС-Запад».

За счет внедрения системы энергоэффективности возможно получение значительного экономического эффекта для сети АЗС – снижения энергопотребления станций, задействованных в проекте, более чем на 30%, сообщают в компании, а срок окупаемости не превышает одного года [3].

Росатом: цифровые услуги связи LTE/5G для свободного перемещения станков и производственных линий

На Чепецком механическом заводе прямо во время реального производственного процесса испытали выделенную беспроводную сеть Private LTE\5G. Некоторые действующие ИТ платформы уже подключили к беспроводной сети.

Участники проекта: ИТ-интегратор Росатома – Гринатом, компания Nokia и технологический партнер – оператор мобильной связи Tele2.

Новая беспроводная сеть подходит под все необходимые для операционной эффективности требования и обладает высокой емкостью, что сильно отличает ее от подобных проектов возможностью управляться с постоянно нарастающим количеством устройств, информации и различных датчиков.

Благодаря сети для завода откроются самые разные цифровые услуги, которые могут быть использованы в производстве для повышения эффективности. Например, мониторинговая система для наблюдения за состоянием и местонахождением сотрудников, оперативная групповая связь операторов, интеллектуальная видеоаналитика и система по сбору телеметрии на базе NB-IoT.

Private LTE/5G сеть значительно упростила процесс производства и дала больше свободы для перемещения станков и линий производства, отмечают в компании [4]. 

IoT формирует экосистемы 

Интернет вещей стал повсеместным. Информация, полученная на основе данных, собранных с подключенных устройств, используется в различных отраслях для повышения производительности, решения проблем и создания новых возможностей для бизнеса и повышения операционной эффективности. С помощью технологии предприятия сегодня способны решить проблемы, связанные с оптимизацией, безопасностью и даже обучением персонала.

Интернет вещей сегодня представляется паутиной, создавая целую технологическую экосистему. От уровня проникновения Интернета вещей будет зависеть и процесс трансформации промышленных отраслей в дальнейшем. Критически важной технология становится для ускорения роботизации процессов предприятий.

Но есть и риски. Безопасность была второстепенной задачей для многих приложений IoT раннего поколения, создавая уязвимости в сети и создавая потенциал для прерывания промышленных процессов. Многие промышленные предприятия сегодня опасаются использовать технологии Интернета вещей, считая эти решения небезопасными.

Чтобы избежать рисков, промышленным и коммунальным хозяйствам необходимо разработать новые стратегии для снижения киберрисков и управления ими.

Вы можете узнать больше об эффективных инструментах управления киберрисками и создании безопасных IoT экосистем от ведущих экспертов Лаборатории Касперского и других технологических лидеров на конференции «IOT ЭКОСИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ Online Conf».  

Узнать больше о мероприятиях и услугах компании можно по телефону +7 (495) 128 37 03 или электронной почте info@smartgopro.ru.

Автор материала: Елена Попова, ресерч-аналитик проектов и автор блога SmartGoPro

Источники:
[1] IBM
[2] Tales Group
[3] АйтиОйл
[4] Росатом

Актуальные новости и аналитика в сфере цифровизации