Оптимизация процессов и технологий поставок посредством IOT

IoT технологии (Интернет вещей) – вариант сетей из неодушевленных объектов, способных поддерживать связь и обмениваться данными без участия человека. Такие цепочки решают задачи оптимизации поставок в производственных процессах. Обеспечивается это с помощью объединенных через интернет устройств.

Что такое Интернет вещей

Аббревиатура IoT, Internet of Things, дословно переводится как Интернет вещей. Сначала словосочетание применялось для обозначения предметов, сгруппированных системой радиочастотной идентификации. Термин распространился с развитием GPS, мобильных технологий, приводов, датчиков.

Постепенно IoT сформировалась в объединение компьютерных сетей, связанных с объектами посредством приборов и программного обеспечения. Принцип работы заключается в сборе и обмене информацией между вещами без человеческого вмешательства. Контроль ведется на удалении, а управление происходит в автоматическом режиме.

Принцип работы промышленных IoT состоит в сборе данных, их обработке и передаче во все отделы организации. Это позволяет максимально быстро проинформировать сотрудников о состоянии оборудования, наличии или отсутствии торговых объектов.

Сообщающиеся предметы помогают избегать различных внештатных ситуаций:

поломок оборудования;

незапланированных простоев;

перебоев в поставках.

Технология облегчает жизнь в быту и на производстве.

Предпосылки и текущие исследования IoT

Разработка концепции принадлежит исследователю Кевину Эштону. В 1999 г. он презентовал проект управления логистическими путями для руководителей Procter & Gamble. Идея состояла в применении радиочастотных меток.

В 2004 г. научно-популярный журнал Scientific American опубликовал статью с подробными примерами использования разработки Эштона в быту. Авторы описывали модели для полива сада, охраны территории и другие электронные приспособления. Идея автоматизации не была новой. В 1982 г. в торговле уже существовала радиочастотная идентификация. Одним из первых объектов, на котором применили такую технологию, был автомат для продажи Coca-Cola. Устройство отправляло сигнал в компанию, как только продукция в нем заканчивалась.

Новаторство Эштона состояло в объединении устройств и объектов в вычислительную сеть. Мощности и уровень развития не позволяли создать единую систему для сбора и обмена данными без участия человека. Становлением IoT эксперты называют период с 2008 по 2009 г.

Основные области новых исследований

Современные исследования IoT посвящены нескольким областям:

1. Экономические прогнозы. Данные специалистов по продаже сетевого оборудования компании Cisko отмечают, что на базе IoT технологий работает всего 1% объектов. Это указывает на перспективу развития этого направления. На международном беспроводном форуме подсчитано, что число объединенных объектов достигнет 7 триллионов единиц уже к 2020 г. на сумму до 14,4 трлн долл. США в текущем десятилетии.
2. Информационное поле. Выводы специалистов по ИТ сводятся к признанию технологического прорыва. Планируется усовершенствовать интеллект программ и оборудования. Необходимо снизить вредное воздействие Интернета вещей на окружающую среду, исследовать взаимодействие с другими технологиями. Часть специалистов стремится в перспективе создать самостоятельно организующихся, оптимизирующих, защищающих и исцеляющих себя систем.
3. Социальные и психологические последствия. Мнения ученых о месте человека в мире, где вещи общаются между собой, расходятся. Пользователи IoT оптимистично смотрят на внедрение высокоинтеллектуальных вычислений. Так человечество реализует мечты относительно «волшебных вещей». Но многие специалисты видят пагубные последствия для личности и социальных отношений. Под удар попадает человеческий интеллект, наука, культура, искусство.

По данным Microsoft, 85% организаций в разных индустриях по всему миру используют IoT. Исследователи убеждены, что к 2021 г. цифра вырастет до 94%.

Развитие Интернета вещей в России

В феврале 2019 г. были опубликованы результаты совместных исследований Schneider Electric и ЦСП «Платформа». Россия по распространению Интернета веще отстает от Европы в 5,4 и от США — 7 раз. В ходе изучения анализировалась технологичность предприятий из 12 ключевых отраслей экономики. Эксперты сделали выводы:

1. В РФ есть как полностью автоматизированные предприятия, так и не внедряющие IoT. Разрыв по уровню развития очень большой.
2. Нефтегазовая, горнодобывающая промышленность и металлургия – лидеры по автоматизации процессов. Сферы с наименее развитыми ИТ-технологиями – здравоохранение, ЖКХ и сельскохозяйственный сектор.
3. Общий объем российского рынка IoT превысит 80 млрд руб. к 2020 г. Прогнозируется рост на 7-8% в год.

У страны есть все шансы догнать мировых лидеров за 5 лет или менее, а также обогнать остальные государства по внедрению Интернета вещей в металлургии, нефтехимии, нефтегазового сектора.

Причины отставания российского рынка и варианты решения проблем

Главное условие для развития Интернета вещей в России – формирование привычки к новым технологиям. Менталитет не позволяет вводить их в страну незамедлительно, сразу с момента появления. Но есть и другие обстоятельства, которые тормозят инновации. Они могут выражаться со стороны народа и руководства страны.

Человеческий фактор:

• консервативность управленцев компаний;
• нежелание подчиненных работать с новым оборудованием;
• низкая ИТ-грамотность населения, отсутствие специалистов по микроэлектронике.

Государственные недоработки:

• устаревшая нормативно-правовая база: использование документов 30-летней давности, которые не затрагивают возможности современного ПО;
• экономическая нестабильность: санкции, дефицит финансирования в сферу ИТ;
• неоднородность рынка: только в 2019 г. утверждены предварительные стандарты IoT, они будут тестироваться 3 года.

Российское законодательство выступает регулятором, заказчиком цифровой трансформации и оптимизации. На западе и в США эту роль играет частный сектор. Позиция РФ может привести к бюрократизации при установке модулей.

Решение проблем видится комплексно. Руководителям страны необходимо пересмотреть неактуальные законодательные акты, перестать принуждать и начать стимулировать процессы внедрения ИТ.

Компании-потребители Интернета вещей должны повышать грамотность сотрудников, быть готовыми к их переквалификации. ИТ-бизнесу необходимо сосредоточиться на производстве, улучшении качества и безопасности IoT-продуктов.

Где используется Интернет вещей

Сферы применения разнообразны. Наиболее известные примеры:

1. Автомобилестроение. Изготовление беспилотных машин.
2. Здравоохранение. Облегчение разработок индивидуального подхода к пациенту и методик лечения.
3. Умные системы «Дом» и «Город». Организация быта – кормушки для животных, кондиционеры, термостаты, работающие без вмешательства человека. Ведутся разработки целых поселений, в которых обеспечивается дорожная безопасность, контроль за шумом и загрязнением окружающей.
4. Сельское хозяйство. Используются устройства, отслеживающие погодные изменения, состояние здоровья животных, кислотность и щелочность почв.
5. Энергетика. Оптимизация электросетей за счет автоматического анализа данных о циркуляции тока.
6. Переносные устройства. Мобильные телефоны, датчики здоровья. Разрабатываются специальные приложения для цифровой цепи поставок.
7. Все секторы промышленности. Сбор, передача и анализ данных в автоматическом режиме позволяют предприятиям своевременно реагировать на изменения. Сотрудники освобождаются от необходимости вести лишнюю документацию.

Отдельное место киберпродукты занимают в торговле. Здесь предоставляется широкий спектр возможностей – отслеживаются желания и цели покупателей, индивидуально подбирается реклама, оптимизируется система поставок.

Цифровая трансформация

Глава отдела безопасности PwC выделяет 8 преобразований ИТ, которые трансформируют мировую экономику:

• Интернет вещей;
• виртуальная реальность;
• 3D печать;
• искусственный интеллект;
• блокчейн;
• роботизация;
• дроны;
• дополнительная реальность.

Наибольшее влияние новые бизнес-модели оказывают на торговую сферу. В эту отрасль предполагается внедрить 28 инновационных инструментов. Самый глобальный из них – полностью самоорганизующаяся система доставки груза беспилотным транспортом.

Появление всех перечисленных технологий и их связь называют 4-й промышленной революцией. Предыдущие изменения, воплощенные в «Индустрии 3.0» в 1980-х гг., основывались на переходе к цифровым технологиям. Современная трансформация – это повсеместное использование систем, существующих в реальном мире и киберпространстве, в обслуживании и производстве.

Внедрение технологий IoT в цепочки поставок

Для своевременных поставок необходимо вовремя отслеживать количество товара. Это особенно важно в работе складов, сетях магазинов, где хранятся большие объемы продукции. На помощь приходит Интернет вещей.

Для оптимизации цепи поставок используют:

датчики – передают информацию о состоянии продукта, его количестве, реальных условиях хранения;

видеокамеры со встроенными RFID-метками – отслеживают движение и поведение покупателей;

дроны – беспилотные летательные аппараты отслеживают запасы, быстро доставляют продукцию из магазина.

Информация, полученная с этих устройств, помогает правильно распределить товары и продавцов. Данные с видеокамеры помогают спланировать ценообразование, найти потребителей для конкретных продуктов.

Области применения IoT в хранении и транспортировке грузов

Использование Интернета вещей для хранения и транспортировки зависит от специфики бизнеса.

Популярные технологии:

1. Отслеживание транспорта – обеспечивает прозрачность перевоза товаров, помогает в управлении цепочками поставок. Приборы показывают местоположение машины, температуру, влажность грузового отсека и отдельных продуктов. Можно отследить простои, нарушения со стороны водителя.
2. Маршрутизация – планирование и оптимизация доставки транспортом. Снимаются показатели о расходе топлива, вредных выбросах, состоянии автомобиля. Менеджер узнает о поломке в режиме реального времени, планирует ремонт.
3. Управление запасами и прогнозирование — данные о проданных товарах используют в прогнозе потребностей покупателей в будущем. Это избавляет предприятия от залеживания и недостатка товаров.
4. Отслеживание сроков и условий хранения. В особенности — в фармацевтике и реализации продуктов питания. Интернет вещей выявляет бракованные и просроченные товары, следит за температурой и влажностью воздуха.

В комплексе эти системы дают прослеживаемые линии поставок, позволяют следить за качеством продукции. Ведутся разработки беспилотных водных, наземных и воздушных видов транспорта.

Какое воздействие Интернет вещей промышленности оказывает на экономику

Одна из глобальных проблем экономики – рост населения. В этих условиях сложно обеспечивать всех людей качественными продуктами. К проблеме голода добавляется истощение природных ресурсов. Интернет вещей способен решить многие вопросы производства. Поэтому он оказывает положительное влияние на экономику:

возможности качественного и количественного анализа на этапах производства позволяют оперативно реагировать на изменения, исключая брак, простои и другие внештатные ситуации;

рациональное использование продуктов и товаров за счет получения полной информации о них потребителями и продавцами;

дополнительные доходы – за создание новых товаров, услуг, а также новых специальностей по работе с IoT;

снижение затрат – подразумевается экономия электроэнергии, аренда самоорганизующихся систем вместо покупки.

Появление IoT, Индустриального Интернета вещей, способно в корне изменить экономику. К отрицательным факторам относят влияние на рынок труда. Появляется необходимость в специалистах, обеспечивающих бесперебойную работу искусственного менеджера. В то же время падает спрос на профессионалов других сфер. Возникают вопросы о возможной переквалификации и получения дополнительного образования действующими сотрудниками.

Проблемы и недостатки IoT в цепи поставок

Развитие IoT тормозит отсутствие необходимых условий, которые склвдываются из юридической, финансовой, социальной, технологической и деловой составляющих.

Основные проблемы в распространении и усовершенствовании Интернета вещей:

Отсутствие единых стандартов и функциональной совместимости. Разработками занимаются разные компании, и каждая делает это по-своему, в результате возникают сложности для пользователей при замене рабочих элементов.

Технологические проблемы. Целостность сигналов и питания, неоднородность сочетания многопротокольных и беспроводных приборов, взаимное влияние отдельных объектов Интернета вещей. Эти факторы приводят к сбоям работы, медленному реагированию датчиков на изменение среды.

Сложности внедрения новых функций. Связано это с растущим количеством API-интерфейсов. Способов взаимодействия программ много, но задача разработчика — найти подходящие под конкретную задачу.

Появление новых технологий сопряжено с рядом проблем. Ведущим направлением исследований в области самоорганизующихся систем остается безопасность.

Информационная безопасность Интернета вещей

Многоуровневое комплексное общение объектов между собой приводит к утечке личных данных. Злоумышленник, взломав «умный чайник», сможет залезть в компьютер. Ситуация усугубляется при лечении посредством IoT. Третьи лица способны завладеть информацией о состоянии здоровья. Если мыслить в масштабах предприятия, то под удар попадают экономические данные и секреты производства.

Обеспечение личной и коммерческой тайны потребует:

• четко определить понятие безопасности и конфиденциальности с позиций общества, юриспруденции и культуры;
• изучить способы шифрования;
• обеспечить защиту приложений и сервисов;
• исследовать права пользователей на переписку и закрытость личных данных;
• использовать механизм репутации и доверия.

Задача состоит в том, чтобы уровень защиты IoT обгонял всевозможные методы взлома. Такие технологии применяют в быту, но их невозможно внедрить в промышленность из-за требований к безопасности.

Мобильные устройства в цепях поставок

Современные смартфоны оснащены как минимум 10 датчиками. Они способны фотографировать, снимать видео, распознавать голос, фиксировать свое местоположение и пр. Телефоны становятся инструментом технологии поставок. Чтобы управлять логистикой, устанавливают приложение для соответствующего участника цепочки.

Приложения для работы

Дополнительные программы по назначению делят на две группы:

1. Собирающие и анализирующие информацию – считывают данные и записывают в приложение либо в память телефона. Это сканеры штрих-кодов, сюрвейеры, сервисы отслеживания автомобилей или состояния груза и т.д.
2. Управляющие – способны влиять на состояние товара, корректировать маршрут и т.д.

Установка программного управления предполагает цепь подключенных к IoT объектов. Так, если RFID-метка зафиксировала падение температуры на участке склада и известила сетевой компьютер, планшет, телефон, приложение отправляет сигнал на тепловую завесу, стоящую в этом районе. Отопительная система увеличивает нагрев. Когда эта же RFID-метка проинформирует о повышении температуры, компьютер отключит или ослабит нагрев.

В технологии управления цепями поставок посредством Интернета вещей есть преимущества, недостатки и проблемы. Но мир движется к созданию цифрового бизнеса. Если компания не идет в ногу со временем, то она рискует не справиться с конкуренцией, проигрывая в скорости обработки и анализа информацию.