Автор: Виктория Лазова
Известен още като индустриалния интернет или Индустрия 4.0, понятието IIoT включва технологии за машинно обучение и големи данни (Big Data) с цел обработка на данни от сензори, от комуникация машина-към-машина и от технологиите за автоматизация, които съществуват от години.
Съществуват много дефиници на Индустрия 4.0, но една от най-опростените е, че при нея е налице взаимодействие между хора и технологии, при което се събира информация от всички нива на едно индустриално предприятие, за да се изгради система, в която елементите – хора, машини, технологии, комуникират един с друг в реално време и създават т.нар. „Интернет на нещата“. „В едно такова предприятие устройствата комуникират в максимална степен безжично, но може би най-специфичната характеристика е, че няма централна система за управление, така характерна за заводите, изградени през Третата индустриална революция и работещи и днес“, обяснява Васил Такев, сегментен мениджър „Индустрия и канали за дистрибуция“ в АББ България.
„Накратко, индустриалният интернет на нещата може да се определи като мрежа от физически обекти (машини) и други устройства (системи и приложения), които имат вградена технология за комуникация по начин, който им позволява да обменят данни помежду си, с външната среда и с хората“, допълва Лазарина Лазарова, ИТ мениджър България в Sensata Technologies.
С развитието на системите с изкуствен интелект е налице възможност да се планира и осъществява автономно действие, при което машини, а и цели инсталации, работят самостоятелно. При Четвъртата индустриална революция производителността зависи все повече от интелигентността на системите. Основната разлика на тази революция спрямо предишните – на парните машини, на електричеството и на електрониката и автоматизацията, е в обхвата и скоростта, с която се извършват промените. Днес всяка една индустрия се променя с безпрецедентна скорост.
Как IIoT предефинира индустрията
Индустриалният интернет на нещата всъщност представлява пряко обвързване на оперативните технологии на една индустрия или производство с информационните технологии. Това значително ускорява движението на оперативни и производствени данни и подпомага по-бързото взимане на решения. „Напълно е възможно мениджмънтът на дадено производство да наблюдава самото производство дистанционно, в реално време, без да очаква седмичния производствен отчет, и да предприеме коригиращи действия много по-рано“, коментира Иван Илиев, специалист „Индустриален интернет на нещата и индустриална киберсигурност“ в Ханиуел България. Компанията е сред световните лидери в предлаганите в областта на IIoT и индустриалната киберсигурност продукти и решения.
Навлизайки по-дълбоко в процесите в едно съвременно индустриално производство, Борис Борисов, ръководител отдел „Инженеринг” във Фесто производство, обяснява: „IIoT на практика е свързаност на цялата инфраструктура на завода и представлява взаимовръзка между отделните елементи – клиент, управление на поръчките, производство, поддръжка, вътрешна логистика, продажби и сервиз, т.е. цялостната верига на доставките.“ В резултат очакванията са, че IIoT ще повиши степента на автоматизация и информационна свързаност, т.е. връзката между нуждите на клиента и производствената среда. Интелигентността на машините ще се интегрира с комуникационните възможности, масово в процеса на монтаж и сглобяване ще навлязат роботи, които ще подпомагат хората, поемайки различни монотонни и енергоемки повторяеми дейности.
„IIoT е дигитализация и автоматизация на процесите в производството – конфигуриране, планиране, производство и заскладяване”, споделя своята гледна точка и Георги Апостолов, директор "Планиране на производството" в Алкомет.
Реално предизвикателствата, които стоят пред всяко производство, е как да се увеличи максимално ефективността на машините, системите и продуктите, как те да си обменят информация, която има стойност за бизнеса и го прави по-успешен, и как да се осъществи комуникация в една динамична среда, в която устройства от различни производители си обменят данни, използвайки различни комуникационни протоколи, и изпращат тези данни за съхранение в облак или локални дискови масиви. „Фокусът е индустрията да бъде максимално автоматизирана и гъвкава с възможности за взимане на по-бързи и интелигентни бизнес решения“, коментира Лазарина Лазарова и допълва: „В производството става дума преди всичко за това как машините, системите и продуктите, да се снабдят с интелигентни сензори или индустриални компоненти, а те от своя страна да се свържат с производствените процеси.“
Естествено, успехът на индустриалните производствени компании до голяма степен ще зависи от това колко добре те интегрират данните от реалния свят в своите вътрешни процеси по начин, който създава добавена стойност за бизнеса. Решаващ фактор в случая е безпроблемното записване и използване на данните по цялата верига – от идеята за продукта до производството, продажбите и услугите. Основната тенденция е да се реагира по-бързо и по-гъвкаво на изискванията на клиентите и пазарните промени, както и да е възможно да се внедряват нови бизнес модели по-бързо и с по-малко усилия.
„IoT няма да предефинира индустрията в смисъла, който влагаме в тази дума“, убеден е Васил Такев. Концепцията IIoT е по-скоро естествено продължение на всички усилия, полагани от хората – още от първата индустриална революция – и чиято цел е да направят човешкия труд по-лек, да го облекчат в тежките, монотонните и опасните дейности и да повишат ефективността на целия производствен процес. IoT ще промени обаче съществено начините, по които отделните компоненти на индустрията и участници в индустриалното производство си взаимодействат“, категоричен е той. Тази промяна ще се случи на глобално ниво за цялото индустриално производство, а не само в определено предприятие”.
Когато се събират и анализират данните от роботи и машини, може да се получи ясна представа за състоянието и „здравето“ на една индустриална инсталация, като това ще даде възможност да се оптимизира дейността ѝ, да се повиши скоростта на работа и производителността и да се намали времето, в което машините няма да работят поради аварии. „Определен кръг от иновативни компании, сред които и АББ, използват тези възможности, за да направят и следващата стъпка и да развият нови стойностни бизнес модели”, уточнява Васил Такев.
Какво и как се оптимизира чрез IIoT в индустрията
На първо място това е ефективността – с по-малко хора и повече автоматизация компаниите могат да вземат решения по-бързо и да поддържат висока ефективност, смята Лазарина Лазарова. Оптимизират се също така бързината, което означава ускоряване на производствените процеси, иновациите, като в случая IIoT предоставя възможност за създаване на нови продукти и експерименти в дизайна. Постига се също по-добро обслужване – благодарение на наличието на повече информация и обработени данни чрез интелигентни приложения се създава възможност за по-добро обслужване на клиентите.
Оптимизират се разходите, тъй като наличието на интелигентни решения, вградени в продуктите и процесите, води до по-малко проблеми с качеството, по-малко дефектна продукция и отпадъци от материали и по-ниски разходи за персонал и оперативни разходи. В същото време се увеличават приходите и се откриват нови пазари и клиенти, благодарение на по-доброто качество и по-ниските разходи, по-високата удовлетвореност на клиентите и по-доброто обслужване. Контролът на качеството в реално време от своя страна може да позволи да се получат данни за всеки етап от производството на даден продукт. Това помага да се установи как променящите се условия влияят върху качеството на продуктите.
„Индустрия 4.0 прави производството по-гъвкаво, използвайки интернет, безжични сензори, софтуер и други усъвършенствани технологии. Основният двигател на растежа на производителността в една интелигентна фабрика е способността да се предсказва и предотвратява престой, както и да се оптимизират ефективността и поддръжката на оборудването. В допълнение, информацията колко елементи са произведени, колко от тези елементи са дефектни и колко време е необходимо, за да се произведат те, са в основата на определяне нивото на подготовка на персонала и на това кой има нужда от обучение и от какво обучение се нуждае“, смята Лазарина Лазарова.
На практика оптимизацията чрез IIoT е строго специфична за всяка индустрия, като най-често и общо се оптимизира оперативната отчетност, коментира Иван Илиев. В разпределението на електрическата енергия, газ и вода например се получава оптимизация на работния персонал, докато в транспорта на същите продукти се получава оптимизация в сигурността на доставките.
Оптимизация се постига и по отношение по-бързата доставка до клиента, повишената производителност, намалената производствена себестойност и достигане на ново, по-високо ниво на качеството и гъвкаво управление на сложни производства. В тази връзка Борис Борисов обяснява, че предстои интелигентни продукти на Фесто Производство да бъдат инсталирани в машини и системи на клиенти на производственото предприятие. „Те ще бъдат част от IoT, ще могат да събират голямо количество информация за производствените процеси и ще правят мониторинг в реално време, което ще добави стойност за нашите клиенти и за нас самите. Това ще доведе до избягване на непланово прекъсване на производствения процес поради проблеми при машините“, уточнява той.
„В своята същност Четвъртата индустриална революция е движена от желанието да съберем в една система машинните и цифровите технологии не само на нивото на едно отделно предприятие, но свързвайки всички потенциални участници в дейността на това предприятие“, обобщава Васил Такев. На най-базово ниво, Четвъртата индустриална революция стъпва върху огромни обеми от неструктурирани данни, осигурени от системите за автоматизация. Голямата гама от относително евтини сензори, а също така и спадането на цената на изчислителните възможности на процесорите и компютрите, дава възможност тези данни да бъдат лесно и евтино събирани от практически всяко едно устройство, от домашните уреди до най-големите индустриални инсталации, и обработвани за получаването на ценни за потребителите анализи. „АББ има над 70 милиона свързани устройства в над 7000 индустриални системи по целия свят. Сами по себе си, събраните данни от тези устройства нямат голяма стойност, но истинската ценност е възможността за практически автоматизираното им анализиране на базата на дългогодишния ни опит и предоставянето на вече структурирана информация на потребителите“, уточнява Васил Такев.
Киберсигурността и свързаното производство – предизвикателствата
„Най сериозният технически проблем на IIoT е киберсигурността“, коментира Иван Илиев. „Поради това наскоро се заговори за цял нов раздел от нея, наречен ICS (Industrial Cyber Security – индустрилна киберсигурност).“ Пак поради това в европейската директива за сигурност на информационните мрежи индустриите са отбелязани като критични и изискващо особено внимание. Редица фирми пускат на пазара продукти и услуги, свързани с ICS, повечето идващи директно от ИТ сектора, но съществуват и специфични за индустрията. Поради неизползване на тези услуги и продукти броят на успешните кибератаки расте, допълва той.
Изграждането на сигурни ограничени мрежи (Eth & Wi-Fi) за вътрешното производство и сигурни CRM системи за връзка с клиентите са сред мерките за ограничаване на кибератаките във Фесто. В Алкомет стратегията е физическото разделяне на системите с различна медийна свързаност.
Сигурността на информацията и неприкосновеността на личните данни всъщност са критични въпроси, пред които е изправено развитието на интернет на нещата, смятат експертите. Във връзка с този проблем съществуват няколко ключови предизвикателства. „Основната слабост в сигурността на интернет на нещата е, че се увеличава броят на устройствата зад защитната стена на мрежата на предприятието. При наличие на голям брой устройства рискът да бъдат компрометирани нараства. За тази цел е добре всички свързани устройства, компютри и системи да бъдат своевременно обновявани с последни актуализации на софтуера и базовото програмно осигуряване (фърмуеър). Добро средство за защита е също предварителна оценка на риска от инсталиране на свързани устройства“, обяснява Лазарина Лазарова.
Сред слабите страни са още несигурен уеб интерфейс, който позволява достъп на потребител до устройство, но може да позволи и достъп на неоторизирани лица, недостатъчно сигурно удостоверяване на потребителите и даване на ненужен достъп, слаби пароли, липса на криптиране на данните и техния обмен в нешифрован формат, несигурен облачен интерфейс и др.
За да бъде достатъчно ефективна, защитата на интернет на нещата изисква многопластов подход. Това означава, че в самото устройство трябва да е предвидена защита още в процеса на неговото проектиране и разработка. Хардуерът, софтуерът и данните от своя страна трябва да останат защитени през целия жизнен цикъл на продукта. Това изисква комбинация от оперативна съвместимост, познания и добър дизайн, както и проактивен подход при проектирането на защитните елементи.
Освен това устройствата, които използват и са свързани с IoT, трябва да са достатъчно „добри“, за да идентифицират различни модели на поведение, представляващи заплаха, обяснява Лазарина Лазарова. Един прост, но ефективен начин за защита на устройствата от кибератаки например е да не се използват пароли по подразбиране, да се използва шифрована връзка за обмен на данни и комуникация, IP адресът да е защитен и др.
„Проблемите не са по-различни и по-големи от другите области, в които се обменя информация, – твърди обаче Васил Такев. – Не виждаме хора по улиците, тресящи се от страх, че имат електронно банкиране и Фейсбук на един и същи смартфон, не е нормално да създаваме драми и в свързаното производство.“ Според него много по-голяма е опасността от загуба на данни – история, настройки, аларми – но това е една от основните функции в системите, които могат да бъдат разгледани като създаващи основата на Индустрия 4.0. В действителност, прилагането на концепциите и технологиите, характерни за Четвъртата индустриална революция, повишава неимоверно сигурността на информацията от гледна точка на блокирането на неоторизиран достъп или загубата на ценна информация.
Индустрии отличници в трансформацията към IoT
Като абсолютен пионер в IIoT Иван Илиев определя сектора на електроенергетиката. По неговите думи там технологията започва да се внедрява още преди да се заговори за Индустрия 4.0, а в някои държави тази трансформация дори е завършила. Следващи в списъка са дистрибуционните и съответно дистрибутираните системи – пренос и разпределение на нефт, газ, електричество и вода. „Това обаче не спира внедряването на IIoT в големи мащаби във всеки индустриален обект, включително в неподозирани такива. В Холандия например съществуват множество взаимосвързани и отдалечено управляващи се оранжерии за домати“, обяснява той.
Според Лазарина Лазарова производството е може би най-голямата индустрия, засегната от интернет на нещата. „Производителите във всички сектори свързват своите фабрики, за да бъдат по-продуктивни и ефективни“, коментира тя.
Друга индустрия е селското стопанство, където земеделските производители събират данни за своите култури и добитък по различни начини. Използват се например сензори в земеделските машини, които ги свързват с интернет, и по този начин се получава достъп до данни за добивите на различни култури, както и информация, получена на база анализи, кога е най-подходящото време за засаждане на дадени култури.
Индустрия, обхваната от IoT, е и здравеопазването. Свързването към интернет на машини или медицински устройства, позволява на персонала на болницата да получава информация кога е необходим ремонт на техниката, и да го извършва превантивно.
Пряко засегната от IoT е и търговията на дребно. Все по-често например търговците използват bluetooth технологията, за да достигнат до своите клиенти. По този начин те осъществяват комуникация с мобилните телефони на клиентите, предлагайки услуги, базирани на местоположението – като информация за конкретни продукти и персонализирани отстъпки при свързване на потребителите с приложението на търговеца.
Логистиката и транспортът също са силно повлияни от IoT. Свързването например на превозните средства със сензори за наблюдение в свързана инфраструктура би позволило намаляване на трафика и предотвратяване на злополуки, обяснява Лазарина Лазарова.
Като цяло обаче компаниите се делят на такива, които тръгват в посока IIoT, и такива, които не бързат, обобщава Васил Такев. „В крайна сметка всички индустриални производства рано или късно ще предприемат действия за по-мащабна свързаност на хората, системите и технологиите, ако искат да останат достатъчно конкурентни“, допълва той.
Бъдещето зависи от промените в бизнес мисленето
Най-сериозната оптимизация ще настъпи в мисленето на хората, ръководещи производствата, смята Васил Такев. Според скорошно изследване, целящо да определи готовността на бизнеса и правителствените организации за Индустрия 4.0, Deloitte интервюира 1600 мениджъри от 19 държави. Като цяло, участниците имат положително отношение към очакваните ефекти от Индустрия 4.0, а три четвърти смятат, че бизнесът ще има много по-голямо влияние в определяне на развитието в бъдеще. Въпреки това, само 14% от отговорилите са убедени, че техните организации са готови да понесат промените, свързани с тази технологична революция, а само една четвърт са посочили, че техните човешки ресурси имат структурата и уменията, необходими за бъдещото развитие.
„На базата на тези данни можем да допуснем, че повечето организации, използващи или планиращи да използват Индустрия 4.0, целят по-скоро повишаването на ефективността на операциите си, отколкото създаването на нови бизнес модели, които биха донесли много повече стойност на всички нас и които биха оформили нашето бъдеще“, обобщава Васил Такев. Именно основната трудност в следващите години няма да бъде в технологиите, стоящи в основата на Индустрия 4.0, а в създаването на бизнес модели и концепции, позволяващи използването на пълния потенциал на тези технологии. Компаниите, които не работят интензивно в тази посока, рискуват да изгубят възможността да бъдат част от създаването на бъдещето на промишлеността.
