Домой Ремонт Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

35
0

Интернет вещей (IoT) — как технология работает в производстве

Отопление

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

Содержание

  1. Что такое IoT
  2. Что может интернет вещей на производстве
  3. Автоматизированный удаленный мониторинг оборудования
  4. Мониторинг станков и промышленных машин в реальном времени
  5. Управление и оптимизация цепочек поставок
  6. Рассмотрим, как это работает на примере фармацевтической фабрики.
  7. Цифровые двойники
  8. Контроль качества
  9. Data Intelligence
  10. Повышение уровня безопасности
  11. Интернет роботизированных вещей (IoRT)
  12. Эффект от внедрения интернета вещей на производстве
  13. Востребованность IoT по отраслям и цели внедрения
  14. Концепция IoT
  15. Первый уровень — устройства
  16. Второй уровень — шлюз
  17. Третий уровень — платформы IoT
  18. Сервисы Yandex.Cloud для IoT

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.

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.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:  Летний флигель в Подмосковье

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.

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.

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.