Новая революция. Как "Интернет вещей" меняет промышленность

"Интернет вещей" – новая, динамично развивающаяся и перспективная концепция, которая объединяет все, что подключено к Глобальной сети. По оценкам международной исследовательской компании Garther, на сегодняшний день к Глобальной сети подключены 6,4 миллиарда устройств. К 2020 году эта цифра увеличится до 20 миллиардов. И это без учета компьютеров, смартфонов или планшетов. В 2016 году по всему миру в "Интернет вещей" было вложено 737 миллиардов долларов, в 2017 году – свыше 800 миллиардов, а еще через 4 года этот рынок способен разрастись до 1,4 триллиона.

Применение "Интернета вещей" в промышленности может полностью изменить облик современных предприятий и привести к настоящей революции. Например, в Москве конструкторское бюро или лаборатория создает виртуальный чертеж детали или целого изделия, частично испытывает его и загружает в станок с числовым программным управлением на завод в Екатеринбурге. Таким образом, время от идеи до запуска в серийное производство сокращается в разы.

На "Иннопроме-2017" министр промышленности и торговли Денис Мантуров доложил президенту Владимиру Путину, что отечественные предприятия готовы к переходу на единое цифровое пространство. В стране уже существует проект, который полностью моделирует такую систему. Он называется "4.0 RU".

Это полная виртуальная производственная цепочка одного конкретного изделия: от момента запроса на его создание до поставки покупателю. В ней учитывается все: если изменить параметры болта, то изменится и его цена, если введены неверные данные, то система предупредит, что изделие не соответствует авиационным стандартам. Проект настолько комплексный, что способен самостоятельно подбирать нужное для производства оборудование, а потом найти в России предприятие, где есть все необходимое для выпуска болта.

В "4.0 RU" приняли участие сразу 4 крупных компании. Так, за разработку станков с ЧПУ отвечает СТАН, логистикой и консалтингом занимается ИТЭЛМА, обеспечением безопасности – "Лаборатория Касперского", а один из лидеров в области разработки технологий "Интернета вещей" немецкая компания "Сименс" предоставляет операционную систему MindSphere.

В этом году на "Иннопроме-2018" компании подписали новый документ, который переводит проект в стадию практической реализации. Участники соглашения планируют создать лабораторию цифровых технологий, где будут где будут отрабатываться и демонстрироваться решения платформы и сервисов "4.0 RU". MindSphere – это операционная система, созданная специально для "Интернета вещей", которая объединяет виртуальный мир с реальным. По мнению создателей, любой объект, будь то станок или конечный продукт, хранит в себе огромные объемы полезной информации, которую можно и нужно собирать и использовать для развития своего бизнеса и получения прибыли.

Операционная система "Сименс" предоставляет пользователю набор инструментов для сбора этих данных и создания на их основе современного и технологичного, но одновременно гибкого предприятия, способного приспосабливаться к быстро меняющимся условиям рынка.

Как такое возможно, дает понять совместный проект "Сименс" и мирового производителя одежды и обуви Adidas. В немецком городе Ансбах уже запущено первое предприятие, где роботизированные станки шьют кроссовки и футбольные бутсы с учетом требований покупателей.

Внедрение MindSphere сначала позволило создать цифровой "двойник" будущей продукции, который еще на стадии проектирования удалось избавить от целого ряда недостатков. А потом в миллионы кроссовок были вшиты специальные датчики. Они и начали аккумулировать информацию, заключенную в вещах: регистрировали, для чего и насколько интенсивно хозяин использует обувь, какие нагрузки на нее приходятся.

Эта информация позволила "отшлифовать" сначала цифрового двойника, а затем внести изменения в процесс производства кроссовок. Adidas высоко оценил эффективность нового предприятия и планирует построить вторую такую фабрику в Соединенных Штатах. Но, самое важное, как только покупатели кроссовок и бутс от Adidas захотят чего-то нового, гибкое производство на основе "Интернета вещей" и ОС MindSphere сможет быстро им это дать.

Операционная система "Сименс" имеет открытый интерфейс. Это означает, что с ней изначально могут работать разные приложения и оборудование от самых крупных и известных мировых производителей. А также к MindSphere можно подключать новые, только что созданные устройства и программы. Плюс вся работа идет в "облаке", то есть в пространстве, не привязанном к какому-то конкретному, физическому носителю. Доступ к нему можно получить из любого удобного места с любого авторизированного устройства. Помимо этого, облачный сервер гораздо реже полностью выходит из строя, как это иногда бывает с реальными системами.

Для максимально быстрого выполнения поставленных задач разработчики могут применить модули многократного использования, в том числе средства управления данными, их преобразования в машинный формат, анализа и визуализации.

Впрочем, MindSphere помогает собирать и обрабатывать статистику не только от потребителей, но и с самой производственной линии. Если подключить к сервисам этой операционной системы промышленное оборудование, то можно с высокой долей вероятности предсказывать, когда ему потребуется ремонт и выбрать удобное время для обслуживания. Подобный подход заметно снижает риск внезапной остановки производственного процесса и, соответственно, потери времени и денег. В итоге это сказывается на качестве, а, главное, на цене конечного продукта.

Правда, возникает другая проблема: огромные массивы информации, которые начинают собирать самые разные датчики, человеческий мозг не способен обработать. Поэтому "Сименс" внедряет в свою операционную систему элементы промышленного искусственного интеллекта. Они и занимаются анализом.

Кстати, Indigo Advisory Group считает, что только ИИ способен разобраться в потоке разрозненных и, на первый взгляд, бесполезных данных, количество которых может достигать 80%. В качестве подтверждения специалисты приводят несколько успешных экспериментов. Так, искусственный интеллект General Motors сумел увеличить эффективность ветряных турбин на 5%. а также снизить затраты на их обслуживание на 20%. Его аналог от Google снизил потребление электричества в центре total data на 15%.

Кстати, созданием ИИ занимаются теперь и в России. В 2017 году немецкая компания открыла в Петербургском политехническом институте лабораторию под названием "Промышленные системы искусственного интеллекта". "Сименс" вложил в нее 21 миллион рублей. Эти деньги пошли на покупку комплектов разработки элементов ИИ, серверов, систем хранения данных и суперкомпьютера. Последний стал единственной вычислительной машиной такого уровня в России, способной решать задачи в области машинного мышления и обучения.

Сегодня