Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

Отопление

Больше полезных статей в источнике Перейти на канал автора статьи

Рассказываем, как устроена технология IoT и на примере производственного предприятия объясняем, что дает ее внедрение.

Что такое IoT

Интернет вещей (IoT) — это сеть из устройств со встроенными датчиками и программным обеспечением. Они собирают данные и обмениваются информацией друг с другом через интернет. При этом сеть может состоять из самых разных устройств — от кофемашины до сложного промышленного оборудования.

Возьмем пример из коммунального хозяйства. Одна из самых распространенных проблем ЖКХ — прорыв изношенного водопровода. Внедрение интернета вещей помогает быстро обнаруживать протечки и оповещать об этом коммунальную службу.

Решение IoT состоит из модемов с датчиками и запорной арматуры. Когда датчики обнаруживают утечку, они сообщают о ней на сервер коммунальщиков. Тот отдает команду перекрыть вентиль на запорной арматуре и сообщает диспетчеру об обнаруженной протечке. Время срабатывания системы от момента обнаружения протечки до закрытия вентиля составляет всего от 5 до 7 секунд. Без внедрения IoT коммунальщики узнали бы об аварии в лучшем случае через несколько минут, в худшем — спустя несколько часов.

Интернет вещей сокращает время реагирования на инциденты. Попутно снижаются затраты на устранение ущерба.

Описанный пример — довольно простой сценарий использования IoT. Однако интернет вещей способен решать и намного более сложные задачи.

Что может интернет вещей на производстве

IoT используется в самых разных сферах — в логистике, ритейле, энергетике. Однако больше всего он распространен на производстве. Именно там внедрение интернета вещей дает значимый эффект. Ниже несколько примеров его использования.

Автоматизированный удаленный мониторинг оборудования

Он помогает ремонтной службе отслеживать состояние и работу станков, прогнозировать и заранее предупреждать о потенциальных отказах оборудования.

Удаленный мониторинг сокращает время простоя, особенно внепланового.

Ежедневно ремонтная служба получает снимки рабочих смен оборудования. В них содержится информация по времени выполнения операций каждым станком и другие параметры его работы. В течение смены станки отправляют уведомления о всех критических отклонениях — снижению производительности, сбое в установленном режиме работы, поломке или необходимости замены компонента, который выработал ресурс.

Читайте также:  Чтобы было тепло и уютно долгими зимними вечерами

Мониторинг станков и промышленных машин в реальном времени

Он помогает операторам и инженерам в режиме реального времени оценивать, насколько хорошо работает оборудование. Благодаря внедрению IoT сотрудники получают доступ к данным, необходимым для обеспечения соблюдения производственных графиков и быстрого решения возникающих проблем. На основе данных анализируется общая эффективность оборудования — средняя нагрузка, время полезной работы и эффективность производства.

Управление и оптимизация цепочек поставок

Внедрение интернета вещей в цепочки поставок дает несколько важных преимуществ.

  • Отслеживание активов предприятия и произведенных товаров в реальном времени.
  • Автоматизация складских задач.
  • Электронный документооборот.
  • Высокую точность прогнозирования поставок.
  • Углубленный контроль складскими запасами.

Рассмотрим, как это работает на примере фармацевтической фабрики.

Транспортировка лекарств — непростая задача. Многие препараты должны храниться при определенном температурном режиме. Например, вакцину Спутник V можно перевозить при температуре 2—8°С или -18°С. Неожиданные колебания температурного режима, поломки автотранспорта и ошибки при сдаче-приемке могут привести к порче лекарств и убыткам. Интернет вещей обеспечивает прозрачность цепочки поставок. Для этого каждая партия товара снабжается RFID-меткой или транспондером, который называется Smart Label. Это помогает контролировать пункт назначения каждой партии и избежать пересортицы. Перемещение груза отслеживается при помощи GPS-трекера автомобиля, а дополнительные датчики контролируют температурный режим и влажность и в реальном времени сообщают об отклонениях от заданных параметров. После завершения перевозки вся информация о поставке аккумулируется в отчете и помогает выявить слабые места, которые нуждаются в улучшениях.

Цифровые двойники

Это изменяемые цифровые профили объектов или процессов. Каждый цифровой двойник основан на огромном объёме накопленных данных, которые получены в ходе измерений показателей объекта в реальном мире.

Цифровые двойники помогают производителям тестировать изменения и моделировать их воздействие без фактического внедрения каких-либо физических изменений.

Контроль качества

Интернет вещей предоставляет возможность контролировать качество производимой продукции на любом этапе — от закупаемого сырья до обратной связи от конечных потребителей.

Получение этой информации помогает быстро обнаруживать проблемы и вносить изменения в производственный процесс. Это критически важно в таких отраслях, как фармацевтическая промышленность и пищепром. Например, в пищевой промышленности IoT-устройства контролируют объем ингредиентов, температуру, нужное давление и другие параметры.

Data Intelligence

Это использования искусственного интеллекта и инструментов машинного обучения для анализа и преобразования сырых массивов данных в информацию, которая исследует эффективность бизнеса. Data intelligence позволяет выявлять закономерности, принимать обоснованные решения и адаптировать производство к новым условиям.

Data intelligence помогает лучше понимать собираемые данные, разрабатывать и внедрять более эффективные бизнес-процессы.

Повышение уровня безопасности

Часто на производстве пыльно и шумно, а персоналу приходится трудиться на ограниченном пространстве рядом с работающими механизмами. Это повышает риск столкновения человека с техникой. Интернет вещей сводит травматизм к минимуму за счет определения местонахождения людей и механизмов и системы предотвращения столкновений.

Читайте также:  Как устранить прогиб чердачных балок? (2 отличных способа, после которых: «Как будто ничего и не было!»)

Интернет роботизированных вещей (IoRT)

Это концепция, в которой данные с множества устройств, обрабатываются и используются для управления объектами в физическом мире. Эти объекты (роботы) отслеживают события вокруг себя при помощи собственных датчиков и информации получаемой от IoT и могут производить необходимые действия. Иными словами, интернет вещей помогает роботам принимать решения и реагировать на меняющуюся обстановку.

Отличия IoT от IoRT в том, что интернет вещей фокусируется на поддержке сервисов для мониторинга и сбора данных, а интернет роботизированных вещей сосредоточен на автономных действиях в физическом мире. Их интеграция — следующий шаг в автоматизации производственных процессов.

Эффект от внедрения интернета вещей на производстве

IoT облегчает работу всех подразделений — позволяет в реальном времени контролировать производство и оборудование, склад и логистику. Автоматизация процессов уменьшает количество ошибок связанных с человеческим фактором и снижает затраты.

Интернет вещей дает промышленности следующее:

  • сокращение цикла выпуска продукции,
  • снижение эксплуатационных расходов,
  • оптимизацию цепочек поставок,
  • снижение числа вынужденных простоев оборудования,
  • избавление от человеческого труда и внедрение робототехники,
  • повышение качества продукции и клиентской удовлетворенности.

Востребованность IoT по отраслям и цели внедрения

По осторожной оценке Boston Consulting Group, в 2020 году примерно половина всех расходов на IoT пришлась всего на следующие отрасли — дискретное производство, логистику и транспорт и коммунальные услуги.

Gartner в 2020 году рассчитал количество оборудования подключенного к интернету вещей и получил такую картину. Из 5,81 млрд оконечных устройств 3,16 млрд приходится на три отрасли — коммунальные услуги (1,36 млрд), госуправление ( 0,7 млрд) и системы физической безопасности (1,09 млрд).

Компания IoT Analitics занимается аналитикой IoT. Она проанализировала 1600 проектов внедрения IoT и выяснила, что в половине проектов (54%) основным фактором для внедрения было снижение затрат. Треть проектов (35%) внедрялось для роста доходов и четверть (24%) — для повышения безопасности.

Концепция IoT

Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

Интернет вещей состоит из трех уровней: устройств, шлюза и IoT-платформы.

Первый уровень — устройства

Это датчики, сенсоры, сканеры, камеры машинного зрения. Они делают всю работу по сбору данных.

Второй уровень — шлюз

Это мост между IoT-платформой и устройствами. Дело в том, что сеть интернета вещей состоит из множества устройств различных типов. Они могут использовать разные протоколы для подключения к сети интернета вещей — LPWAN, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и другие. Шлюз способен обмениваться данными с устройствами по всем типам подключения, а затем преобразовывать их в стандартный протокол для отправки данных в платформу.

Читайте также:  Проект двухэтажного дома 120 кв м

Шлюз обрабатывает входящий и исходящий трафик. Входящий трафик используется для управления устройствами, а исходящий — для отправки данных IoT в платформу.

Еще одна функция шлюзов — пограничные вычисления. Так называется предварительная обработка собираемых данных перед их отправкой на платформу. Дело в том, что устройства могут генерировать так много данных, что это сильно нагружает ресурсы. Перенос части вычислений в шлюз снижает нагрузку.

Последняя и тоже важная часть работы шлюза — обеспечение дополнительной безопасности сети IoT и передаваемых данных.

Третий уровень — платформы IoT

Это инструмент управления сетями интернета вещей. Платформы в реальном времени обрабатывают и анализируют данные и управляют подключенными устройствами.

Впрочем, обработка и анализ данных — это только часть того, что могут делать платформы. У них есть еще несколько ключевых функций.

Интеграция данных

Платформа сводит получаемые данные из сети интернета вещей с данными производственных систем (Historians, SCADA, PLC, LIMS) и корпоративных приложений в централизованное хранилище.

Интеграция процессов

В цифровой экосистеме предприятия интернет вещей встраивается в бизнес-процессы. Платформа интегрирует бизнес-логику интернета вещей в другие системы и использует собираемые данные в управлении рабочими процессами.

Аналитика

Платформа может быть подключена к сторонним системам для создания алгоритмов и различных моделей для аналитики данных.

Разработка специализированных приложений

Платформы помогают разрабатывать приложения для решения производственных задач. Приложения могут подключаться к устройствам сети IoT и собирать данные о процессах и устранять источники ошибок на производстве.

Сети IoT могут эволюционировать в более сложные сетевые платформы и комплексные производственные решения. Консалтинговая компания Gartner определяет рынок платформ промышленного интернета вещей как набор интегрированных программных возможностей. Эти возможности охватывают усилия по совершенствованию процесса принятия решений по управлению активами, а также операционную прозрачность и контроль для заводов, складов, инфраструктуры и оборудования в ресурсоемких отраслях. Платформа IoT может использоваться как технологический пакет или как открытая и универсальная прикладная платформа, или то и другое.

Сервисы Yandex.Cloud для IoT

Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

Yandex IoT Core масштабируется автоматически при увеличении нагрузки. Это особенно важно на производстве, где устройства передают данные только во время рабочей смены.

Безопасность в сервисе достигается при помощи клиентский сертификатов, которые получает каждое устройство входящее в сеть IoT.

Yandex IoT Core интегрируется с другими сервисами Yandex.Cloud — DataLense, Compute Cloud, Object Storage и другими.

Если статья оказалась полезной, ставьте 👍

Не забывайте подписываться на наши соцсети: Вконтакте, Facebook, Telegram, VC, YouTube.

Больше полезных статей Перейти в Источник

Оцените статью
Дизайн для дома